per
دانشگاه تهران
تحقیقات آب و خاک ایران
2008-479X
2423-7833
2020-02-20
50
10
2401
2412
10.22059/ijswr.2019.278937.668159
71869
Research Paper
انتقال نانوذرات TiO2 در ستونهای خاک دست نخورده: تأثیر نرخ جریان
Transfer of TiO2 Nanoparticles in Undisturbed Soil Columns: Effect of Flow Rate
سمیرا امیدی
samira.omidi@mail.um.ac.ir
1
بیژن قهرمان
bijangh@um.ac.ir
2
امیر فتوت
afotovat@um.ac.ir
3
کامران داوری
kamdav@um.ac.ir
4
دانشجوی دکتری آبیاری و زهکشی، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
استاد آبیاری و زهکشی، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
استاد خاکشناسی، گروه خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.
استاد آبیاری و زهکشی، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.
برای بررسی انتقال نانوذرات در محیط متخلخل، با توجه به محدودیت ابزارهای آزمایشگاهی و دشوار بودن تفسیر نتایج بهدست آمده در محیطهای متخلخل پیچیده مانند خاک، اغلب از محیطهای متخلخل، همانند دانههای شیشهای، شن، دانههای خالص کوارتز و شنهای بستر رودخانه استفاده می شود. در این تحقیق، اثر دبیهای مختلف جریان بر انتقال نانوذرات دی اکسید تیتانیم در ستونهای خاک دستنخورده بررسی شد. دبی در واحد سطح برابر با هدایت هیدرولیکی اشباع (جریان اشباع)، 9/0، 7/0 و 5/0 برابر هدایت هیدرولیکی اشباع خاک (جریان غیراشباع) توسط پمپ پریستالتیک (BT100-1F) به ستونهای خاک اضافه شد. با اندازهگیری منحنیهای رخنه مربوط به هر ستون، پارامترهای تبیین کننده انتقال نانوذرات بر مبنای مدل جذب تک مکانی، مدل جذب سینتیک تک مکانی و مدل جذب سینتیک دو مکانی تعیین شدند. نتایج حاکی از آن است که با افزایش نرخ جریان، غلظت نسبی نانوذرات TiO2 (غلظت نانوذرات در خروجی ستونهای خاک نسبت به ورودی آن) از 3 درصد به 28 درصد افزایش مییابد. در بین مدلهای مورد بررسی، مدل جذب سینتیک دو مکانی علاوه بر لحاظ نمودن مکانیسم حبس فیزیکی که براساس اندازه ذرات و منافذ محیط متخلخل صورت میگیرد، با وارد کردن تابع اشباع شدن سطح ذرات محیط متخلخل با نانوذرات و تابع حبس فیزیکی که تغییرات این مکانیسم با فاصله را لحاظ میکند، بهترین برازش (90 %<R2) را در بین سه مدل به کار گرفته شده برای تخمین میزان انتقال نانوذرات از ستون خاک نشان میدهد.
Due to limitations of laboratory tools and difficulty in interpreting the results obtained from complex porous media such as soil, artificial porous media such as glass beads, pure sand and quartz and riverbed sand are oftenly used to investigate the transfer of nanoparticles in porous media. In this study, the effect of different flow rates on transfer of titanium dioxide nanoparticles was investigated in the undisturbed soil columns. The flow rate equal to 100, 90, 70 and 50% of the saturated hydraulic conductivity were applied on the soil columns by the peristaltic pump (BT100-1F). By measuring the breakthrough curves for each column, the parameters explaining the transfer of nanoparticles based on a one-site sorption model, one-kinetic site sorption model, and a two-kinetic site sorption model were determined. The results indicate by increasing the flow rate, the reltive concentration of TiO2 nanoparticles (C/Co) in the soil column increases from 3% to 28%. Among the three studied models, the two-kinetic site sorption model which consider the physical straining mechanism based on the particle size and porosity of the porous medium, the function of saturation of the porous media particles with nanoparticles and the physical straining function considering changes of this mechanism with distance, shows the best fit (R2>%90) for estimation of the nanoparticles transfer in the soil column.
https://ijswr.ut.ac.ir/article_71869_d8240e8c49c0ef4d6bc3c2dd61df8cd2.pdf
جذب
غیراشباع
منحنی رخنه
واجذب
breakthrough curve
Desorption
sorption
unsaturation
per
دانشگاه تهران
تحقیقات آب و خاک ایران
2008-479X
2423-7833
2020-02-20
50
10
2413
2423
10.22059/ijswr.2019.282270.668218
71996
Research Paper
تاثیر قارچهای میکوریزی و باکتری حلکننده فسفات بر رشد ذرت و جذب کادمیوم در خاکهای آلوده شده
Effect of Mycorrhizal Fungi and Phosphate Solubilizing Bacteria on Corn Growth and Cadmium Uptake in Cadmium Spiked Soils
فاطمه رستمی
fatemeh_rostami1990@yahoo.com
1
احمد گلچین
golchin@znu.ac.ir
2
مسلم حیدری
m_heydari4066@yahoo.com
3
کارشناس ارشد بیولوژی خاک، گروه خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان
استاد گروه خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان
دانشجوی دکتری زراعت- دانشگاه زنجان- دانشکده کشاورزی- گروه زراعت
به منظور بررسی تاثیرکودهای زیستی بر میزان آلودگی گیاهان به فلزات سنگین، آزمایشی در گلخانه گروه خاکشناسی دانشکده کشاورزی دانشگاه زنجان در سال 1394 در قالب فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی در 3 تکرار به اجرا درآمد. تیمارهای مورد بررسی عبارت بودند از فاکتور اول: سطوح آلودگی خاک به کادمیوم (0، 10، 25، 50، 100 میلیگرم بر کیلوگرم خاک) و فاکتور دوم: تلقیح با قارچهای میکوریز و باکتری حلکننده فسفات شامل: باکتری حلکنندهی فسفات Pseudomonas putida، قارچ میکوریز Funneliformis mosseaeو قارچ میکوریز Rhizophagus intraradices بود. فاکتورهای مورد اندازهگیری شامل: شاخص کلروفیل برگ، ارتفاع گیاه، وزن تر و خشک ریشه و اندام هوایی، فسفر و پتاسیم ریشه و اندام هوایی و غلظت کادمیوم در گیاه بود. نتایج حاکی از آن بود که کاربرد کودهای زیستی شاخصهای کلروفیل برگ، ارتفاع گیاه، وزن تر و خشک ریشه و اندامهای هوایی، فسفر و پتاسیم ریشه و اندام هوایی ذرت را نسبت به تیمار شاهد به طور معنیداری افزایش داد. تیمار قارچ Funneliformis mosseae و باکتری حلکننده فسفات (M+P) توانست میزان کلروفیل برگ و ارتفاع گیاه را به ترتیب 93/11 و 89/21 درصد نسبت به تیمار شاهد (بدون تلقیح) بهبود دهد. با افزایش سطوح آلودگی خاک به کادمیوم، شاخص کلروفیل برگ بهطور معنیداری کاهش یافت. اعمال توام تیمار قارچ Funneliformis mosseae و باکتری حلکننده فسفر (M+P) و کادمیوم به گلدانهای حاوی ذرت توانست وزن خشک ریشه و بخش هوایی گیاه را به ترتیب 6 و 7 درصد نسبت به تیمار 100 میلیگرم بر کیلوگرم خاک کادمیوم افزایش دهد. به طور کلی نتایج حاکی از آن بود که تلقیح خاک با کودهای زیستی میتواند اثرات سوء و مضر کادمیوم بر رشد و عملکرد گیاه را کاهش دهد.
In order to investigate the effect of bio-fertilizers on contamination rate of plants to heavy metals, a factorial experiment based on completly randomized design with three replications was carried out in greenhouse of soil science department at agriculture faculty of Zanjan University in 2015. The proposed treatments were: contamination levels of soil to cadmium (0, 10, 25, 50 and 100 mg of cadmium per Kg of soil) and inoculation with bio-fertilizers including; phosphate solubilizing bacteria Pseudomonas putida, mycorhiza fungi Funneliformis mosseae and Rhizophagus intraradices. The measured factors were leaf chlorophyll index, plant height, shoot and root fresh and dry weight, phosphorus and potassium of shoot and root and cadmium concentration in plant. The results indicated that the use of bio-fertilizers increased the leaf chlorophyll index, plant height, shoot and root fresh and dry weight, phosphorus and potassium of shoot and root significantly as compare to the control. The treatment of Funneliformis mosseae and Pseudomonas putida (M+P) could improve leaf chlorophyll index and plant height by 11.93 and 21.89 % in comparing whit control respectively. The chlorophyll index was significantly decreased by increasing cadmium levels in the soil. Simultaneous application of Funneliformis mosseae and Pseudomonas putida (M+P) and cadmium increased the shoot and root dry weight by 6 and 7 % as compared to treatment of 100 mg cadmium per Kg of soil. Totally, the results indicated that the inoculation of soil whit bio-fertilizers could reduce the harmful effects of cadmium on plants growth and yield.
https://ijswr.ut.ac.ir/article_71996_2e6f01c8d3f8dc1936d78a992e29089e.pdf
قارچهای میکوریزی
باکتریهای حل کننده فسفات
کادمیوم
خاکهای آلوده
Mycorrhizal fungi
Phosphate solubilizing bacteria
Cadmium
Contaminated soils
per
دانشگاه تهران
تحقیقات آب و خاک ایران
2008-479X
2423-7833
2020-02-20
50
10
2425
2438
10.22059/ijswr.2019.282854.668227
72101
Research Paper
ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر خشکسالی کشاورزی بهکمک شاخص SMDIبا استفاده از مدلها و سناریوهای گزارش پنجم
The Evaluation of Climate Change Impact on Agricultural Drought by Soil Moisture Deficit Index Using Fifth Report Models and Scenarios
سعید قوامسعیدی نوقابی
saeidghavam@birjand.ac.ir
1
مصطفی یعقوب زاده
m.yaghoobzadeh@birjand.ac.ir
2
محمد حسین نجفی مود
mhnajafi@birjand.ac.ir
3
گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران
استادیار گروه علوم و مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران
استادیار گروه علوم و مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران
رطوبت خاک یک پارامتر تعیینکننده در بسیاری از فرآیندهای پیچیده زیست محیطی است و نقش تعیینکنندهای در وقوع خشکسالی کشاورزی دارد. لذا در این تحقیق، با استفاده از دادههای برآورد شده رطوبت خاک توسط مدل SWAP و دادههای گزارش پنجم تغییر اقلیم، خشکسالی کشاورزی بهکمک شاخص کمبود رطوبت خاک برای دوره آتی (2039-2020) برای مزرعه گندم فاروب نیشابور تعیین شد. دادههای اقلیمی بهکمک شش مدل GCM و دو سناریو انتشار 5/4 و 5/8 برآورد و توسط مدل LARS-WG ریزمقیاس شدند. سپس دادههای اقلیمی ریزمقیاس شده بههمراه دادههای زراعی، خاک و آبیاری وارد مدل SWAP گردید. در نهایت با استفاده از دادههای رطوبت عمق صفر تا 30 سانتیمتری خاک، خشکسالی کشاورزی بهکمک شاخص SMDI مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد، دمای مینیمم، ماکزیمم و بارش در دوره آتی نسبت به دوره پایه افزایش یافته است و سناریو 5/8 نسبت به سناریو 5/4 دمای بیشتر و بارش کمتری را برآورد کرده است. همچنین میانگین SMDI در دوره آتی نسبت به دوره پایه برای هر دو سناریو افزایش یافته است. نتایج قطعیت مدلهای GCM در برآورد شاخص SMDI نیز نشان داد. تحت سناریو 5/4 مدلهای IPSL و MIROC بیشترین قطعیت و مدل Canesm2 کمترین قطعیت ولی تحت سناریو 5/8 مدل MIROC بیشترین قطعیت و مدلهای Csiromk-3.6 و GFDL کمترین قطعیت را دارند.
Soil moisture is a determinative parameter in many of the complex environmental processes and plays a decisive role in the occurrence of agricultural drought. So, in this study, based on estimated soil moisture data by SWAP model and Fifth Report Data of Climate Change, agricultural drought was determined by Soil Moisture Deficit Index for the upcoming period (2020-2039) for the wheat field of Faroub in Neyshabour. The climatic data were estimated using six models of GCM and two emission scenarios of 4.5 and 8.5 and were downscaled by LARS-WG model. Then the downscaled climatic data along with field, irrigation and soil data were entered into the SWAP model. Finally, using soil moisture data of 0-30 cm depth, agricultural drought was evaluated using SMDI index. The results showed that the minimum and maximum temperatures and precipitation in the upcoming period have increased compared to the base period and 8.5 scenario have estimated a higher temperature and lower rainfall than the 4.5 scenario. Also, the average SMDI in the upcoming period has increased relative to the base period for both scenarios. The certainty results of GCM models for estimation of SMDI index also showed that under the 4.5 scenario, the IPSL and MIROC models have the highest certainty and the Canesm2 model has the lowest certainty. Under the 8.5 scenario, MIROC model has the highest certainty and Ciromk-3.6 and GFDL models have the lowest certainty.
https://ijswr.ut.ac.ir/article_72101_7da7478c8ec23c0f5b86337077cc61ec.pdf
سناریو انتشار
شاخص کمبود رطوبت خاک
عدم قطعیت
مدل GCM
مدل SWAP
Emotion scenario
GCM model
Soil Moisture Deficit Index
SWAP model
Uncertainty
per
دانشگاه تهران
تحقیقات آب و خاک ایران
2008-479X
2423-7833
2020-02-20
50
10
2439
2451
10.22059/ijswr.2019.272999.668088
72102
Research Paper
شبیهسازی عددی معیارهای آستانه حرکت ذرات رسوب با رویکرد اویلری – لاگرانژی
Numerical Simulation of Incipient Motion Parameters of the Sediment Particles with Eulerian-Lagrangian Approach
امین نوری
amin.noori2007@gmail.com
1
رامین امینی
amini.ramin@gmail.com
2
دانشجوی دکتری، گروه مهندسی آب و محیط زیست، دانشکده عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
دانشیار، گروه مهندسی آب و محیط زیست، دانشکده عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
انتقال ذرات جامد در جریان سیال، یک پدیده رایج در طبیعت بوده و نمونه معمول آن در علم هیدرولیک انتقال رسوب در رودخانهها میباشد. در یک کانال با بستری متشکل از مواد رسوبی، در جریانهای با دبی ناچیز ذرات بستر هیچگونه حرکتی نداشته و در محل خود ثابت باقی میمانند. با افزایش دبی، ذرات بستر شروع به حرکت کرده که این لحظه آستانه حرکت ذرات رسوب نامیده میشود. در این پژوهش با استفاده از یک مدل عددی بر اساس نرمافزار OpenFOAM، به شبیهسازی دوبعدی آستانه حرکت گروهی ذرات رسوب در جریان آشفته پرداخته شده است. رویکرد اتخاذ شده در شبیهسازی بهصورت اویلری- لاگرانژی بوده که در آن فاز پیوسته بهصورت اویلری و با روش حجم محدود و ذرات رسوب بهصورت لاگرانژی و با روش ردیابی ذرات شبیهسازی میشوند. در مدل حاضر اثر سیال بر ذره، ذره بر سیال و همچنین نیروهایی که ذرات رسوب به یکدیگر وارد میکنند، در نظر گرفته شده است. برای لحاظ نمودن اثر برخورد ذرات رسوب به یکدیگر، از رویکرد تماس نرم و مدل برخورد فنر دمپر اصطکاک استفاده گردید. نتایج حاصل از مدل عددی در قالب روش سرعت بحرانی با محققین دیگر مورد مقایسه قرار گرفته و یک رابطه برای معیار آستانه حرکت ذرات پیشنهاد شده است. همچنین آستانهی حرکت ذرات رسوب با معیارهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد مدل حاضر به خوبی توانسته پدیدهی مذکور را با دقت مناسبی شبیهسازی کند.
Solid particles transport in fluid flow is a common phenomenon in nature, and its typical example in hydraulic science is sediment transport in rivers. In a channel with a bed of sedimentary materials, there are no moving particles in the streams with a low discharge and remain steady in their place. As the particle velocity increases, the bed particles begin to move, which is called the threshold of motion of the sediment particles. In this study, using a numerical model based on OpenFOAM software, a two-dimensional simulation of the threshold of group motion of sediment particles in turbulent flow has been investigated. The approach used in the simulation is Eulerian-Lagrangian, in which the continuous phase is emulated in a continuous manner in the form of an Eulerian with finite volume method and sediment particles are simulated in a Lagrangian and particle tracing method. In the current model, the effect of fluid on the particle, the particle on the fluid, and the forces that the particles of the sediment enter to each other are considered. In order to consider the effect of sediment particles inner interacting, a soft contact approach and a friction damper spring impact model were used. The results of the numerical model have been compared with other researchers in the form of critical velocity method and a relation has been proposed for the particle motion threshold criterion. Also, Incipient motion of sediment particles with different criteria has been studied. The results show that the present model can simulate the phenomenon well with proper accuracy.
https://ijswr.ut.ac.ir/article_72102_0b58ee6bb06dacc560b1cd7f01f6da46.pdf
آستانه حرکت
سرعت بحرانی
اویلری – لاگرانژی
تنش برشی
OpenFOAM
Incipient motion
critical velocity
Eulerian-Lagrangian
shear stress
OpenFOAM
per
دانشگاه تهران
تحقیقات آب و خاک ایران
2008-479X
2423-7833
2020-02-20
50
10
2453
2464
10.22059/ijswr.2019.275245.668117
72221
Research Paper
بررسی توان جذب و انتقال کادمیم در سه نوع گیاه زینتی برای پالایش خاکهای آلوده به کادمیم
Investigation of Cadmium Uptake and Transfer Ability of Three Ornamental Plants for Remediation of Cadmium Contaminated Soils
احمد گلچین
agolchin2011@yahoo.com
1
لیلا مصلی
leila_mosala@yahoo.com
2
نادر خادم مقدم ایگده لو
nader.khadem@znu.ac.ir
3
گروه خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، ایران
گروه باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد ابهر، زنجان، ایران.
گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران.
اصلاح خاکهای آلوده به فلزات سنگین با استفاده از گیاهان زینتی، راهکار مناسبی برای پالایش خاکهای آلوده بهویژه در مناطق شهری است. بهمنظور بررسی توانایی گیاهان زینتی در پالایش خاکهای آلوده، آزمایشی با شش سطح کادمیم (صفر، 5، 10، 20، 40 و mg/kg 80) و سه گونه گیاه زینتی (همیشه بهار، تاج خروس و آفتابگردان زینتی) با سه تکرار در گلخانه انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش سطوح کادمیم، غلظت آن در گیاهان نیز افزایش مییابد، بهطوری که بیشترین غلظت کادمیم در بخش هوایی همیشه بهار و کمترین آن در بخش هوایی آفتابگردان زینتی بهدست آمد که اختلافی برابر با %2/50 داشتند. ولی بیشترین غلظت کادمیم در ریشه تاج خروس و کمترین آن در ریشه همیشه بهار مشاهده شد که اختلافی برابر با %2/4 داشتند. جذب کادمیم در بخش هوایی همیشه بهار حداقل بهمیزان %63/27 بیشتر از دو گونه گیاهی دیگر بود. در گیاه همیشه بهار، شاخص کلروفیل و تعداد گل بهترتیب نسبت به سایر گیاهان حداقل بهمیزان %3/17 و %34 بیشتر بود. فاکتور انتقال گیاه تاج خروس برابر با یک و فاکتور انتقال همیشه بهار (5/0) و آفتابگردان زینتی (3/0) کمتر از یک گزارش شد ولی فاکتور تجمعزیستی برای هر سه گونه گیاهی بیشتر از یک بود. با توجه به مقادیر جذب کادمیم و غلظت بالای آن در بخش هوایی همیشه بهار و شاخصهای زیبایی (سبزینگی و تعداد گل) و زیستتوده بالای این گیاه، همیشه بهار برای پالایش خاکهای آلوده به کادمیم توصیه میگردد.
The remediation of heavy metal in contaminated soils using ornamental plants presents a suitable solution for decontamination, especially in urban areas. In order to investigate the ability of ornamental plants to refine contaminated soils, an experiment was conducted in the greenhouse using six levels of soil cadmium (0, 5, 10, 20, 40, and 80 mg/kg), three species of ornamental plants (Calendula officinalis L., Helianthus annuus L., and Celosia argentea L.) and three replications. The results showed with increasing cadmium levels in the soil, cadmium concentration in the plant tissues increases, so that, the highest and the lowest concentrations of cadmium were measured in the shoot of Calendula officinalis L. and Helianthus annuus L. respectively with a difference of 50.2%. However, the highest and the lowest cadmium concentration in the root were found in the Helianthus annuus L. and Calendula officinalis L., respectively with a difference level of 4.2%. The cadmium uptake of the shoot in Calendula officinalis L. was at least 27.63% more than those in the other species. The chlorophyll index of the leaf and the number of flowers in Calendula officinalis L. were respectively 17.33% and 34% more than those in the other species. The translocation factor of Celosia argentea L. was equal to one (1.0) and those of Calendula officinalis L. and Helianthus annuus L. were less than one (0.5 and 0.3), but the bioconcentration factors for all species were found to be more than one. With respect to high cadmium uptake, high cadmium concentration of shoot, high biomass and high beauty indices (chlorophyll index and the number of flowers) of the Calendula officinalis L., this species is recommended for remediation of cadmium contaminated soils.
https://ijswr.ut.ac.ir/article_72221_0dcbf256bde8fd99abc9b3ed3550891c.pdf
پالایش
جذب
فاکتور انتقال
گیاه زینتی
ornamental plant
remediation
transfer factor
uptake
per
دانشگاه تهران
تحقیقات آب و خاک ایران
2008-479X
2423-7833
2020-02-20
50
10
2465
2472
10.22059/ijswr.2019.280405.668191
72332
Research Paper
تعیین نیاز آبی و ضریب گیاهی ریحان در شرایط کشت کنترل شده گلخانه
Determination of Water Requirement and Crop Coefficient for Basil (Ocimum basilicum L.) under Controlled Greenhouse
حدیثه رحیمی خوب
h.rahimikhoob@ut.ac.ir
1
تیمور سهرابی*
myousef@ut.ac.ir
2
مجتبی دلشاد
delshad@ut.ac.ir
3
دانشجوی دکتری، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران
هیات علمی، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران
هیات علمی، گروه باغبانی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران
توسعه کشت محصولات کشاورزی در محیط گلخانه، یکی از راهکارهای اساسی در مدیریت بحران کمآبی است. در این راستا، آگاهی از نیاز آبی گیاهان در شرایط کشت گلخانه و تخمین دقیق ضریب گیاهی از عوامل مهم و اثرگذار در برنامهریزی صحیح آبیاری و افزایش بهرهوری آب است. هدف از انجام این تحقیق محاسبه نیاز آبی و ضریب گیاهی ریحان در شرایط کشت کنترلشده گلخانه است. بدین منظور مطالعهای در داخل گلخانه تحقیقاتی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران طی یک دوره رشد، با استفاده از میکرولایسیمتر انجام گرفت. میکرولایسیمترها ابزار مناسبی برای تعیین دقیق تبخیر- تعرق گیاه در شرایط استاندارد (ETc) یا به عبارتی تبخیر- تعرق واقعی گیاه (ETa) میباشند. در این تحقیق، تبخیر- تعرق گیاه مرجع و نیاز آبی گیاه ریحان با استفاده از رابطه بیلان آب در خاک تخمین زده شد. با توجه به نتایج، متوسط تبخیرتعرق گیاه مرجع و ریحان طی دوره رشد به ترتیب برابر با 23/8 و 13/5 میلیمتر بر روز به دست آمد. سپس ضریب گیاهی از نسبت تبخیر- تعرق گیاه به تبخیر- تعرق مرجع در طول دوره رشد محاسبه گردید. متوسط مقادیر ضریب گیاهی ریحان برای مراحل اولیه، میانی و پایانی به ترتیب برابر با 30/0، 86/0 و 76/0 به دست آمد.
The development of agricultural crop cultivation in greenhouse is one of the main strategies for managing water scarcity. Awareness of the crop water requirement and accurate estimation of crop coefficient is one of the most important component in irrigation scheduling and improving water use efficiency. The objective of this research was to determine water requirement and crop coefficient of basil in controlled greenhouse condition. For this purpose, a study was carried out in a research greenhouse of the College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran during a growth period using micro-lysimeter. Micro-lysimeters are useful tools for accurate determination of the crop evapotranspiration under standard conditions (ETc), or the actual crop evapotranspiration (ETa). In this study, the evapotranspiration of the reference crop and the Basil water requirement were estimated using the soil water balance equation. According to the results, average reference and basil crop evapotranspiration during the growth stage were equal to 8.23 and 5.13 mm per day, respectively. Then the crop coefficient was calculated based on the ratio of basil crop and reference evapotranspiration. The average basil crop coefficients for the initial, mid and end growth stages were obtained to be 0.30, 0.86 and 0.76, respectively.
https://ijswr.ut.ac.ir/article_72332_5525021b53dcaac0b2e34c690f5b589a.pdf
تبخیر تعرق گیاه مرجع
نیاز آبی
ضریب گیاهی ریحان
گلخانه
Reference crop evapotranspiration
Water requirement
Basil crop coefficient
Greenhouse
per
دانشگاه تهران
تحقیقات آب و خاک ایران
2008-479X
2423-7833
2020-02-20
50
10
2473
2485
10.22059/ijswr.2019.280337.668195
72139
Research Paper
پپیشبینی و ارزیابی ارتباط دبی رودخانه در ایستگاههای هیدرومتریک متوالی با استفاده از روشهای ترکیبی GPR-EEMD (مطالعه موردی: رودخانه هوستونیک)
Prediction of River Discharge and Assessment its Relationship at Consecutive Hydrometric Stations Using GPR-EEMD Combined Techniques (Case Study: Housatonic River)
کیومرث روشنگر
kroshangar@yahoo.com
1
معصومه چمنی
masume.ch.93@gmail.com
2
دانشیار گروه آب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه آب، دانشکده عمران، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
پیشبینی دقیق دبی در رودخانهها، از مهمترین مؤلّفههای فرآیندهای هیدرولوژیکی و هیدرولیکی در مدیریت منابع آب، به ویژه در اتّخاذ تدابیر مناسب در مواقع خشکسالی و بروز سیلاب است. در این تحقیق از تابع موجک و تجزیۀ مد تجربی یکپارچه که از ابزارهای محاسبات نرم محسوب می شوند، جهت استخراج ویژگیهای سری زمانی استفاده گردیده و کارایی مدلهای موجک- گوسین (DWT- GPR) و تجزیۀ مد تجربی یکپارچه- گوسین (EEMD- GPR) برای پیشبینی دبی بین سه ایستگاه متوالی رودخانه هوستونیک، واقع در آمریکا مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور در گام اول، مقدار دبی ایستگاه پاییندست، توسط ایستگاههای بالادست با استفاده از مدل رگرسیون فرایند گاوسی پیشبینی شده است. سپس سریهای زمانی دبی و اشل توسط تبدیل موجک و تجزیۀ مد تجربی یکپارچه به زیرسریهایی تجزیه گشته و این زیرسریها جهت شبیهسازی رابطه دبی- اشل وارد مدل رگرسیون فرایند گاوسی شدند. همچنین تأثیر هر یک از زیرسریهای روش تجزیۀ مد تجربی یکپارچه (Residual and IMFs) در نتایج پیشبینی، بررسی گردید. مشاهده گردید که ناکارآمدترین زیرسری در تجزیۀ مد تجربی یکپارجه، زیرسری باقیمانده (Residual) میباشد. نتایچ حاکی از آن است که روشهای ترکیبی موجک (DWT- GPR) و تجزیۀ مد تجربی یکپارچه (EEMD- GPR) تا حدود زیادی باعث بهبود نتایج گردیدند. به عنوان نمونه،برای مرحله آزمون مدل برتر پیشبینی دبی ایستگاه دوم، مدل تلفیقی تجزیه مد تجربی یکپارچه- گوسین 74/0DC= را به 80/0DC= و مدل تلفیقی موجک- گوسین 74/0DC= را به 83/0DC= ارتقاء داد.
Accurate forecasting of river flow is one of the most important factors in surface water resources management, especially during flood and drought periods. In this research, the wavelet function and the ensemble empirical mode decomposition (EEMD), which are considered as soft computing tools, were used to derive the time series features, and the efficiency of the wavelet- Gaussian and the ensemble empirical mode decomposition-Gaussian models for predicting the discharge between the three consecutive stations located in the Housatonic river have been investigated. For this purpose, in the first step, the discharge of downstream stations is predicted by upstream stations using the Gaussian process regression model. Then, the discharge-stage time series was broken up by wavelet transform and ensemble empirical mode decomposition into cages, and these subclasses were introduced into the Gaussian process regression modeling to simulate the discharge-stage relationship. Also, the effect of each of the sub-series of ensemble empirical mode decomposition model (Residual and IMFs) was studied to improve predictive outcomes. It was observed that the most inefficient subseries in the ensemble empirical mode decomposition model is the residual subseries. The results indicate that wavelet compound techniques (DWT-GPR) and ensemble empirical mode decomposition (EEMD-GPR) have improved the results to a certain extent. As an example, for the test stage, the best prediction model of the second station, the combined model of ensemble empirical mode decomposition-Gaussian upgraded determination coefficient (DC) from 0.74 to 0.80 and the combined model of wavelet-Gaussian upgraded DC from 0.74 to 0.83.
https://ijswr.ut.ac.ir/article_72139_1e0b8aee9ab7dfc754572667c773f38c.pdf
دبی رودخانه
تجزیۀ مد تجربی یکپارچه
تبدیل موجک گسسته
رگرسیون فرایند گاوسی
ایستگاه های متوالی
discharge
Ensemble empirical mode decomposition
Discrete Wavelet Transform
Gaussian process regression
Sequential stations
per
دانشگاه تهران
تحقیقات آب و خاک ایران
2008-479X
2423-7833
2020-02-20
50
10
2487
2497
10.22059/ijswr.2019.272348.668082
75442
Research Paper
پیشبینی فعالیت آنزیمی خاک در طول یک ترانسکت با استفاده از برخی ویژگیهای خاک(مطالعه موردی: شهرستان میامی، استان سمنان)
Prediction of Soil Enzyme Activity Along the Transect Using Some Soil Characteristics (Case Study: Miami County in Semnan Province)
احمد اخیانی
ahmadakhyani@yahoo.com
1
حمید رضا متین فر
matinfar.h@lu.ac.ir
2
هادی اسدی رحمانی
asadi_1999@yahoo.com
3
دانشجویی دکتری شیمی و حاصلخیزی خاک گروه مهندسی علوم خاک دانشکده کشاورزی دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران
مدیر گروه مهندسی علوم خاک دانشکده کشاورزی دانشگاه لرستان، خرم آبد، ایران
رییس بخش بیولوژی موسسه تحقیقات خاک و آب، کرج، ایران
کیفیت خاک بیانگر توانایی خاک در ارائه خدمات زیستی، اکولوژیکی و قابلیت تولید است. تعیین شاخصهای کیفیت خاک و بیان کیفیت خاک نیازمند اندازهگیری تعداد زیادی از خصوصیات خاک است. امروزه فعالیتهای آنزیمی خاک به عنوان یک شاخص مناسب جهت ارزیابی اثرات عوامل محیطی و مدیریتی بر کیفیت خاک شناخته شدهاند. هدف از این تحقیق توسعه مدلهای رگرسیونی بین فعالیتهای آنزیمی و ویژگیهای خاک در طول یک ترانسکت از جهت شمال به جنوب میباشد. برای این منظور از سه منطقه شهرستان میامی استان سمنان، 120 نمونه خاک با روش تصادفی طبقهبندیشده انتخاب شد. خصوصیات خاک و مقادیر آنزیمها طبق روشهای استاندارد تعیین شد. روابط موجود بین ویژگیهای خاک و فعالیت سه آنزیم بتاگلوکوزیداز، فسفاتاز قلیایی و اورهآز با استفاده از روش رگرسیون خطی ((OLS مدلسازی شد. نتایج نشان داد، بهطورکلی فعالیتهای آنزیمی از جنوب به شمال شهرستان افزایش یافته و آنزیم بتاگلوکوزیداز دارای بیشترین ضریبتغییرات (68%) بوده است. مدلهای رگرسیونی ارائهشده با دقتی (R2adj) در دامنه 7/50% تا 4/70% توانستند فعالیت آنزیمی خاک را پیشبینی کنند. مهمترین ویژگیهای خاک مؤثر بر فعالیت آنزیمی در مناطق شمالی به ترتیب اولویت کربن آلی، بافت، ظرفیت تبادل کاتیونی، فسفر و پتاسیم و در مناطق جنوبی کربن آلی، هدایت الکتریکی و pHبودند. بررسیهای اعتبارسنجی مدلها هم در مرحله صحتسنجی(RMSE, R2adj) نشان داد درجه تخمین مدلها از اعتبار کافی برخوردار است. نتایج این تحقیق در بهبود برنامهریزیهای مدیریتی جهت مدیریت پایدار خاک کاربرد دارد.
Soil quality indicates soil ability to provide biological, ecological and production services. Determination of soil quality indices requires a large number of soil characteristics measurements. Soil enzyme activities have been recognized as suitable indicators in assessing the effect of management and environmental factors on soil quality. This study has been implemented to develop a regression model between soil enzyme activities and soil characteristics along the north-south transection in Miamicounting. For this purpose, 120 soil sampleswereselected from the top layer (30 cm) at three different sites using the standardized classification method. Soil properties and activity of enzymes were determined according to standard methods and also, applying linear regression method of ordinary least square, the relationship between soil properties and three soil enzymes included in b-glucosidase, urease and alkaline phosphatase was modeled. The results showed, overall all soil enzyme activity decreased from north to south and b-glucosidaseenzyme had the highest coefficient of variation (%68). The models provided with accuracy (R2adj) about %50.4 to %70.4 are able to predict the soil enzymes activity. The most important soil properties effective on enzyme activity in the northern region included respectively, total organic carbon, soil texture, cation exchange capacity, Phosphorus and potassium available but in the southern region, total organic carbon, salinity, PH. The results of validation (RMSE, R2adj)ascertained that the predictors were sufficiently accurate. The results of this study used in the improvement of regional planning for sustainable management of soil.
https://ijswr.ut.ac.ir/article_75442_cc088dcbd24b0a1f8ecbed5c4c63da0b.pdf
آنزیم
ویژگیهای خاک
ترانسکت
مدل پیش بینی
enzyme
soil properties
Transects
Prediction models
per
دانشگاه تهران
تحقیقات آب و خاک ایران
2008-479X
2423-7833
2020-02-20
50
10
2499
2509
10.22059/ijswr.2019.283685.668238
72231
Research Paper
بررسی آزمایشگاهی تأثیر شیب مثبت صفحات مشبک افقی بر روی مشخصات هیدرولیکی شیبشکن قائم
Experimental Investigation of the Effect of Positive Slope of the Horizontal Screen on Hydraulic Characteristics of Vertical Drop
رسول دانشفراز
daneshfaraz@yahoo.com
1
ودود حسن نیا
vadoodh73@gmail.com
2
رضا میرزایی
mirzaeereza10@gmail.com
3
علی بازیار
ali.bazyar.1993@gmail.com
4
گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران
گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی مهندسی، مراغه، مراغه، ایران
گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مراغه،مراغه،ایران
دانشجوی کارشناسی ارشد عمران آب و سازه های هیدرولیکی، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران
در تحقیق حاضر، 105 آزمایش با هدف بررسی تأثیر شیب صفحات مشبک افقی بر روی مشخصات هیدرولیکی شیبشکن قائم با جریان زیربحرانی در بالادست انجام شد. آزمایشها در دو مدل شیبشکن قائم ساده و شیبشکن قائم مجهز به صفحات مشبک افقی و شیبدار (سه شیب) با دو نسبت تخلخل تنظیم شد. بازه عمق بحرانی نسبی از 07/0 تا 24/0 بوده و شیب صفحات مشبک افقی ◦7، ◦14 و ◦21 و نسبت تخلخل صفحات مشبک برابر با دو مقدار 40 و 50 درصد درنظر گرفته شد. پارامترهای طول نسبی خیسشده، طول نسبی تلاطم، عمق نسبی استخر، عمق نسبی پاییندست و انرژی باقیمانده نسبی مورد بررسی قرار گرفت. در تمامی حالات مورد بررسی با افزایش عمق بحرانی نسبی، پارامترهای طول نسبی تلاطم، عمق نسبی استخر، عمق نسبی پاییندست و انرژی باقیمانده نسبی افزایش مییابند. نتایج نشان داد که با افزایش شیب صفحات مشبک، پارامترهای طول نسبی خیسشده، طول نسبی تلاطم و عمق نسبی استخر افزایش مییابند. این در حالی است که شیب صفحات مشبک تأثیر چندانی بر روی عمق نسبی پاییندست و انرژی باقیمانده نسبی ندارد. همچنین مشاهده گردید که افزایش تخلخل صفحات مشبک باعث کاهش پارامترهای طول نسبی خیس شده، طول نسبی تلاطم و عمق نسبی استخر و افزایش عمق نسبی پاییندست میگردد. این در حالی است که تخلخل صفحات مشبک بر روی انرژی باقیمانده نسبی بیتأثیر است.
In the present study, 105 tests were carried out to investigate the effect of horizontal screen slope on hydraulic characteristics of vertical drop with the subcritical flow in upstream. The experiments were arranged in two models, plain vertical drop and vertical drop equipped with horizontal and sloping (three slopes) screens in two porosity ratios. The range of relative critical depth was from 0.07 to 0.24 the screen slopes were 7◦, 14◦, 21◦, and the screen porosities were considered to be 40% and 50%. The relative wetted length of the screen, the relative turbulance length, the relative depth of pool, the relative downstream depth, and the relative residual energy were analyzed. In all cases, by increasing the relative critical depth, the turbulance length, pool depth, downstream depth, and relative residual energy were increased. The results showed by increasing the slope of screen, the characteristics of the relative wetted length of the horizontal screen, relative turbulance length, and relative pool depth increases. However, the slope of screen has no effect on the relative downstream depth and the relative residual energy. It was also observed that with increasing porosity ratio of the screen, the characteristics of the relative wetted length of the horizontal screen, relative turbulance length, and relative pool depth decreases, and the relative downstream depth increases. But the porosity of screens has an insignificant effect on the relative residual energy.
https://ijswr.ut.ac.ir/article_72231_f614a7b09a4eb3386a4e666f2a52c9f5.pdf
انرژی باقی مانده نسبی
تخلخل
شیبشکن قائم
شیب صفحه مشبک افقی
Porosity
relative residual energy
slope of the horizontal screen
vertical drop
per
دانشگاه تهران
تحقیقات آب و خاک ایران
2008-479X
2423-7833
2020-02-20
50
10
2511
2524
10.22059/ijswr.2019.275237.668118
71851
Research Paper
ارزیابی شاخصهای سبزینگی در مدلسازی عملکرد نیشکر با تأکید بر الگوی رشد بر اساس پردازش تصاویر ماهوارهای مطالعه موردی: خوزستان کشت و صنعت امام خمینی (ره)
Evaluation of Vegetation Indices for Sugarcane Yield Modeling with Emphasis on Growth Pattern Based on Satellite Imagery: (Case Study: Khouzestan Imam Khomeini Agro Industry)
مصطفی خسروی راد
mkhosravirad@ut.ac.ir
1
محمود امید
omid2@ut.ac.ir
2
فریدون سرمدیان
fsarmad@ut.ac.ir
3
سلیمان حسین پور
shosseinpour@ut.ac.ir
4
دانشجوی دکتری مهندسی مکانیزاسیون کشاورزی، گروه مهندسی ماشینهای کشاورزی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، کرج، ایران
استاد گروه مهندسی ماشینهای کشاورزی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران
استاد گروه مهندسی خاکشناسی کشاورزی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران
استادیار گروه مهندسی ماشینهای کشاورزی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران
هدف از این تحقیق تعیین الگوی رشد و بررسی قدرت شاخصهای سبزینگی برای مدلسازی عملکرد نیشکر در سطح مزارع کشت و صنعت امام خمینی (ره) در استان خوزستان است. برای این منظور شاخصهای سبزینگی مستخرج از تصاویر ماهوارهای لندست7 به کمک سری زمانی بررسی و مورد تحلیل قرار گرفت. در مجموع، تعداد 306 تصویر مربوط به اسفند سال 1383 لغایت بهمن سال 1396 استفاده شد کلیه تصاویر با الگوریتم فلش (FLAASH) به انعکاس سطحی تبدیل شدند. میانگین مقادیر 13 شاخص سبزینگی استخراج و با درونیابی بهصورت سری زمانی هفتروزه تنظیم شد. بهمنظور حذف اعوجاج، سریها با استفاده از الگوریتم ساویتزکی گلای (Savitzky-Golay) بازسازی شدند. بدین ترتیب 13 سری زمانی متفاوت از شاخصهای سبزینگی برای 523 مزرعه نیشکر تشکیل گردید. سپس با میانگینگیری از سری زمانی شاخص سبزینگی NDVI، الگوی رشد نیشکر مشخص و به سه دوره رشد تقسیم شد. سپس مقادیر تجمعی شاخصهای سبزینگی در دورههای رشد اول و دوم الگوی رشد برای سالهای 1383 تا 1396 استخراج شد. بنابراین در مجموع 3286 نمونه بدست آمد که 2628 نمونه برای مدلسازی و 658 نمونه برای ارزیابی مدلها استفاده شد. برای مدلسازی عملکرد، مقادیر تجمعی شاخصهای سبزینگی در مقابل میانگین عملکرد مشاهدهشده با روش رگرسیونی خطی ساده مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد برای دوره رشد اول شاخص سبزینگی تجمعی GNDVI با ضریب تبیین 47/0 و ضریب RMSE برابر 70/11 تن در هکتار و برای دوره رشد دوم شاخص سبزینگی تجمعی NDI با ضریب تبیین 56/0 و RMSE برابر 62/10 تن در هکتار نمایشدهنده بهتری برای عملکرد نیشکر نسبت به شاخصهای دیگر میباشند. همچنین برای مجموع دوره رشد اول و دوم، مجموع شاخصهای سبزینگی GNDVI و NDI با ضریب تبیین 65/0 و RMSE برابر 47/9 تن در هکتار نتیجه بهتری نسبت به حالتی که فقط از یک شاخص سبزینگی و یک دوره رشد استفاده شد، داشت. در انتها برای 658 نمونه، عملکرد نیشکر برای ارزیابی مدلها تخمین زده شد و ضریب تبیین و RMSE بهترین مدل برابر 58/0 و 99/10 تن در هکتار بدست آمد. نتایج این تحقیق مناسب بودن شاخص GNDVI و NDI را برای پایش رشد نیشکر در دوره رشد اول و دوم تائید میکند.
The aim of this study is to determine the growth pattern and to investigate the vegetation indices power for sugarcane yield modelling at field scale in Imam Khomeini Agro-industry. For this purpose, the vegetation indices extracted from Landsat7 satellite images were investigated using time series analysis. Overall, 306 Landsat7 satellite images from March 2004 to February 2017 were used. All of the images were converted to surface reflectance via FLAASH algorithm. The average values of 13 vegetation indices related to the study region extracted from satellite images and converted to seven days' time-series via interpolation. In order to eliminate the noise, all series were reconstructed using the Savitzky-Golay algorithm. Thus, 13 different time series of vegetation indices were made for 523 sugarcane fields. Then the growth pattern was drawn via averaging NDVI time series and it was divided into three growth periods. Then the accumulative values of vegetation indices related to the first and second periods of growth stage were extracted since 2004 to 2017. Therefore, 3286 samples were prepared overall, of which 2628 samples were used for modelling and 658 samples for evaluation. The samples extracted from time series were evaluated by simple linear regression model against the average observed yields. The result showed that the accumulative vegetation index of GNDVI for the first growth period with R2=0.47, RMSE=11.70 ton/ha and the accumulative vegetation index of NDI for the second growth period with R2=0.56, RMSE=10.62 ton/ha are a better indeces for sugarcane yield estimation as compared to the other vegetation indices. Also, the sum of GNDVI and NDI indeces for summation of first and second growth periods had a better result (R2=0.65, RMSE=9.47 ton/ha) than that's where one index at one period was used. Finally, the sugarcane yield of 658 samples was estimated for evaluation and the R2 and RMSE of the best model was obtained to be 0.58 and 10.99 ton/ha, respectively. The results of this study confirm the suitability of the GNDVI and NDI indeces for monitoring sugarcane growth during the first and second growth stages.
https://ijswr.ut.ac.ir/article_71851_7283ebcbc05c6096dd0b1b9acf50cafc.pdf
سری زمانی
پردازش تصویر
شاخص های سبزینگی
بایومس
لندست
Timeseries
Image pricessing
Vegetation indices
Biomass
Landsat
per
دانشگاه تهران
تحقیقات آب و خاک ایران
2008-479X
2423-7833
2020-02-20
50
10
2525
2538
10.22059/ijswr.2019.280905.668198
71995
Research Paper
مدلسازی و پیشبینی مکانی کلاس خاک با استفاده از الگوریتم یادگیری رگرسیون درختی توسعهیافته و جنگل-های تصادفی در بخشی از اراضی دشت قزوین
Modelling and Prediction of Soil Classes Using Boosting Regression Tree and Random Forests Machine Learning Algorithms in Some Part of Qazvin Plain
سیدروح اله موسوی
r_mousavi@ut.ac.ir
1
فریدون سرمدیان
fsarmad@ut.ac.ir
2
اصغر رحمانی
a.rahmani@ut.ac.ir
3
گروه علوم ومهندسی خاک، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، ایران
عضو هیأت علمی گروه مهندسی علوم خاک، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران
دانشجوی دکتری،گروه علوم ومهندسی خاک،پردیس کشاورزی ومنابع طبیعی، دانشگاه تهران
انتخاب متغیرهای کمکی مناسب در روشهای یادگیرنده ماشینی جهت نقشهبرداری رقومی خاک از اهمیت ویژهای برخوردار است. طی سالهای اخیر در ایران استفاده از الگوریتمهای یادگیرنده در نقشهبرداری رقومی و بهنگام سازی نقشههای قدیمی توسعه یافته است. پژوهش حاضر در بخشی از اراضی دشت قزوین با هدف مقایسه جنگلهای تصادفی (RF) و رگرسیون درختی توسعهیافته (BRT) در پیشبینی مکانی کلاسهای زیرگروه و فامیل خاک بهمراه انتخاب متغیرهای کمکی با استفاده از شاخص تورم واریانس انجام شده است. 61 خاکرخ به روش نمونهبرداری تصادفی طبقهبندیشده حفر، تشریح و با تجزیهوتحلیل آزمایشگاهی تا سطح فامیل ردهبندی گردید. مناسبترین متغیرهای محیطی از میان 15 متغیر ژئومورفومتری و شاخصهای سنجش از دور با استفاده از فاکتور تورم واریانس انتخاب گردیدند. مدلسازی رابطه خاک – زمیننما در دو سطح زیرگروه و فامیل خاک با استفاده از دو الگوریتم یادگیرنده RF و BRT در نرمافزار RStudio بر اساس دو بسته "Randomforest" و "C5.0" اجرا گردید. نتایج انتخاب متغیرهای محیطی نشان داد که شش متغیر CHA،DEM ، STH، NDVI، SI و DVI بهعنوان متغیر ورودی انتخاب گردیدند. شاخصهای ارزیابی مدلها شامل صحت کلی و شاخص کاپا به ترتیب برای الگوریتم BRT، 35، 26 درصد و برای الگوریتم RF،70، 60 درصد در سطح فامیل خاک حاصل گردید. آنالیز حساسیت برمبنای شاخص میانگین حداقل صحت نشان داد که متغیر محیطی مساحت حوزه آبخیز اصلاحشده دارای بیشترین اهمیت نسبی در میان متغیرهای انتخاب شده است. بهطورکلی با استفاده از رویکردهای نوین انتخاب متغیر و الگوریتمهای یادگیرنده مؤثر میتوان نقشهی پراکنش مکانی خاکها را حتی در نواحی با پستیوبلندی کم با صحت قابلقبول تهیه نمود.
Appropriate selection of ancillary covariates have a specific important on digital soil mapping. Currently, use of machine learning algorithms for digital mapping and updating of conventional soil map has been developed in Iran. The current study has been done to compare the BRT and RF models for spatial prediction of subgroup and family classes with selection of axillary variables using VIF approach in some part of Qazvin Plain. 61 pedons were sampled based on stratified random, digged, described and classified with consideration of laboratory analysis up to family level. The most appropriate variables were selected among 15 Geomorphometry and Remote Sensing Indices using Variance Inflation Factor (VIF). Soil landscape modeling was conducted with RF and BRT learning algorithm in RStudio software based on Randomforest and C5.0 packages at subgroup and family levels. The results showed that six indices including CHA, DEM, STH, SI DVI and NDVI were selected as input variables. Assessment indices such as the Overall Accuracy (OA) and Kappa were obtained for BRT (35, 26%) and RF (70, 60%) at family level, respectively. Sensitivity analysis based on the mean decrease accuracy (MDA) revealed that the modified catchment area variable is the most relative important variable among the selected variables. Generally, by using feature selection innovative approach and effective learning algorithms, the spatial distribution of soil maps could be made even in low relief lands with acceptable accuracy.
https://ijswr.ut.ac.ir/article_71995_8275d9599511d86d9e2cbeec6bde7afd.pdf
نقشه برداری رقومی خاک
الگوریتم یادگیرنده
مدل جنگل تصادفی
درخت تصمیم توسعه یافته
دادهکاوی
digital soil mapping
Learning Algorithm
Random Forests Model
Boosting Decision Tree
Data Mining
per
دانشگاه تهران
تحقیقات آب و خاک ایران
2008-479X
2423-7833
2020-02-20
50
10
2539
2553
10.22059/ijswr.2019.280278.668186
72100
Research Paper
بررسی نحوه تشکیل و طبقهبندی خاکهای موجود در یک ردیف پستی و بلندی در منطقه فسارود داراب (استان فارس)
Soil Genesis and Classification of Available Soils Along a Toposequence in Farsarood Region of Darab City, Fars Province
پگاه خسروانی
pegahkhosravani1397@gmail.com
1
مجید باقر نژاد
majidbaghernejad@yahoo.co.uk
2
سید علی ابطحی
seyedaliabtahi@yahoo.com
3
رضا قاسمی فسایی
ghasemif@shirazu.ac.ir
4
دانشجوی کارشناسی ارشد بخش علوم و مهندسی خاک دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز .شیراز.ایران
استاد بخش علوم و مهندسی خاک دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز. شیراز.ایران
استاد بخش علوم و مهندسی خاک دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز. شیراز.ایران
دانشیار بخش علوم خاک دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز. شیراز.ایران
مطالعه خاکها در امتداد یک ردیف پستی و بلندی، اصل مهمی برای بیان مفهوم تکامل و تغییرپذیری مکانی خاکها است که به صورت پیوسته در امتدادی مشخص تشکیل شدهاند. هدف اصلی این پژوهش بررسی دو رویکرد کانیشناسی رس و شاخص شباهت سورنسون در توصیف تشکیل و تکامل خاکهای موجود در اراضی منطقه فسارود (داراب) میباشد. سه واحد فیزیوگرافی؛ واریزههای سنگریزهدار، دشت دامنهای و دشت سیلابی در منطقه تعیین شدند. نه پدون مشاهداتی بر اساس نقشه واحدهای فیزیوگرافی منطقه در امتداد شمال غربی – جنوب شرقی حفر گردیدند. خاکهای واقع در دشت سیلابی بهصورت تیپیک اندواکوئپتز و اکسی اکوئیک هاپل یوستپز ردهبندی شدهاند که فرآیندهای گلیزیشن و اکسیداسیون احیاء در آنها رخ داده است. دو زیرگروه خاک فلوونتیک هاپلیوستپز و تیپیک کلسییوستپز در واحد فیزیوگرافی دشت دامنهای شناسایی شدند که بهترتیب وقوع دورهای فرآیندهای فرسایش و رسوب منجر به کاهش نامنظم کربن آلی و تشکیل افق زیر سطحی کلسیک از مهمترین مشخصههای آنها میباشد. موقعیت واریزههای سنگریزهدار دارای تیپیک یوست اورتنتز است که خاکی جوان و با بیش از 60 درصد سنگریزه در افق زیر سطحی میباشد. کانیشناسی رس نشان داد که کانیهای اسمکتیت، ایلایت، کلرایت، پالیگورسکیت و کائولینیت کانیهای موجود در موقعیت واریزههای سنگریزهدار، دشت دامنهای و دشت سیلابی میباشند. نتایج شاخص تشابه خاکرخی از سطح راسته، زیرراسته، گروه بزرگ، زیرگروه و فامیل بترتیب 5/0، 54/0، 55/0، 74/0 و 74/0 حاصل شد که دارای روندی افزایشی میباشد. به طور کلی رویکرد کمی شاخص تشابه نسبت به کانیشناسی رس بهتر توانسته است تغییرات خاکها را در موقعیتهای مختلف شیب توصیف نماید.
Surveying of soils along a toposequence is a primary key for identification of the spatial variability and development of soils that have been performed continuously at a certain direction. The main objective of this study is to assess both clay mineralogy and Sorensen similarity index to describe the genesis and development of soils in Fasarood region. In this context, three major physiographical units were recognized in this area (i.e., Colluvial fan, Piedmont plain and Flood plain). Moreover, nine presentative pedons were digged according to physiographical map units in the direction of NW to SE. Typic Endoaquepts and Oxyaquic Haplustepts are identified as dominant soils in the flood plain in which the redoximorphic and gleyzation processes have been occurred. Fluventic Haplustepts and Typic Calciustepts were recognized in the piedmont plain along with an irregular decrease in organic-carbon content as well as calcic horizon, caused by erosion and sedimentation, respectively. Typic Ustorthents is the major soil of Colluvial fan that have more than 60% coarse fragment in subsurface horizon. The results revealed that smectite, illite, cholorite, palygorskite and kaolinite were dominating minerals in colluvial fan, piedmont plain and flood plain. According to the similarity index, 0.5, 0.54, 0.55, 0.74 and 0.74 were achieved for order, suborder, great group, sub group, and family levels, respectively. Generally, similarity index could better describe soil variation in different slope position than clay mineralogy due to its quantity approach.
https://ijswr.ut.ac.ir/article_72100_612e2a998c5968f1ca94f38c8ce9d4e5.pdf
کانی شناسی رس
شاخص تشابه
کلاس های خاک
Clay mineralogy
Similarity index
Soil classes
per
دانشگاه تهران
تحقیقات آب و خاک ایران
2008-479X
2423-7833
2020-02-20
50
10
2555
2569
10.22059/ijswr.2019.281791.668214
71944
Research Paper
بررسی آزمایشگاهی عملکرد آبشکن باز و بسته بر الگوی جریان و توپوگرافی بستر در کانال با بستر فرسایشپذیر
Experimental Investigation of Permeable and Impermeable Groines Performance on Flow Pattern and Bed Topography in Erodible Channel
مجید فضلی
mfazli@basu.ac.ir
1
سحر انصاری
sahar.as1992@gmail.com
2
زینب بادپا
zbbadpa1991@gmail.com
3
صدیقه پزین
pazin6889@gmail.com
4
دانشگاه بوعلی دانشکده مهندسی گروه عمران عضو هیئت علمی
گروه عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران.
عمران مهندسی دانشگاه بوعلی سینا همدان ایران
عمران دانشکده مهندسی دانشگاه بوعلی سینا همدان ایران
فرسایش بستر و کنارههای رودخانه یکی از عواملی است که باعث تغییرات مورفولوژی رودخانهها میشود. عمق آبشستگی معرف میزان پتانسیل تخریب جریان در اطراف سازههای هیدرولیکی واقع در مسیر جریان است. بنابراین تعیین عمق آبشستگی و سرعت جریان، امری ضروری میباشد. در این مطالعه، نتایج آزمایشگاهی تغییرات توپوگرافی بستر و الگوی جریان در اطراف موانع نفوذناپذیر و موانع نفوذپذیر با یکدیگر مقایسه شده است. برای موانع نفوذپذیر از دو نوع موانع توریسنگی و موانع میلهای یک و دو ردیفه با زاویه 90 درجه نسبت به امتداد جریان استفاده شده است. در استفاده از موانع میلهای دوردیفه، دو حالت قرارگیری میلهها بهصورت در امتداد هم و زیگزاگی مورد نظر قرار گرفته است. آزمایشها در یک کانال مستطیلی با بستر متحرک به عرض 60 سانتیمتر و دبی 28 لیتر بر ثانیه و عدد فرود 26/0 انجام پذیرفت. نتایج نشان داد روند تغییر حداکثر عمق آبشستگی با افزایش نفوذپذیری، کاهشی است. در موانع توریسنگی نسبت به موانع میلهای با نفوذپذیری یکسان، آبشستگی به مراتب بیشتر است. همچنین اثر افزایش فاصله ردیفهای موانع دو ردیفه بر مقدر حداکثر عمق آبشستگی برای حالت زیگزاگی، افزایشی و برای حالت در امتداد هم، کاهشی میباشد.
The erosion of riverbeds is one of the factors that causes changes in the morphology of rivers. Scour depth represents the amount of potential degradation of the flow around hydraulic structures located in the flow path. Therefore, it is necessary to determine the scour depth and flow rate. In this study, the experimental results of bed topography changes and flow patterns around impermeable and impermeable groines are compared. For permeable groines, two types of gabion groines and one and two-row groines with a 90 degree angle to the flow were used. In the use of two-row groine, the two positions are considered parallel and zigzag. Experiments were performed in a rectangular channel with a moving bed of 60 cm width and a flow rate of 28 lit/s and Froude number of 0.26. The results showed that the trend of maximum scour depth change with increasing permeability decreased. The scour depth in gabion groines is much higher than rod groines with the same permeability. Also, the effect of increasing the row spacing of two-row groines on the prediction of the maximum scour depth for the zigzag type is additive and for the parallel type it is decreasing.
https://ijswr.ut.ac.ir/article_71944_38c5520e0ab3012c0ab19eba2ff3d1dc.pdf
آبشکن باز
توریسنگی
یک ردیفه و دو ردیفه
الگوی جریان
آبشستگی
permeable groin
gabion
one and two row
Flow pattern
Scouring
per
دانشگاه تهران
تحقیقات آب و خاک ایران
2008-479X
2423-7833
2020-02-20
50
10
2571
2581
10.22059/ijswr.2019.279387.668168
72103
Research Paper
تاثیر اسید هومیک و کود فسفر بر آنزیمهای فسفاتاز، کربن فعال و فسفر قابل استفاده در ریزوسفر گیاه نیشکر
The Effect of Humic Acid and Phosphorus Fertilizer on Phosphatase Enzymes, Active Carbon and Available Phosphorus in Sugarcane Rhizosphere
حمیدرضا بهروان
hbehravan_research@yahoo.com
1
رضا خراسانی
khorasani@um.ac.ir
2
امیر فتوت
afotovat@um.ac.ir
3
عبدالامیر معزی
moezzi251@gmail.com
4
مهدی تقوی
m.taghavi@scu.ac.ir
5
دانشجوی دکترا، گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران
دانشیار، گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران
استاد، گروه علوم خاک ، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران
دانشیار، گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، ایران
استادیار، گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
آنزیمهای خاک میتوانند به عنوان معیاری برای سنجش وضعیت بیولوژیکی خاک مورد استفاده قرار گیرند و در این میان آنزیمهای فسفاتاز (قلیایی و اسیدی) به دلیل نقشی که در تبدیل فسفر آلی به معدنی و بهبود تغذیه گیاه دارند از اهمیت زیادی برخوردار میباشند. در این تحقیق، اثر کاربرد کود فسفر، اسید هومیک و زمانهای مختلف برداشت بر آنزیمهای فسفاتاز، کربن فعال، فسفر خاک ریزوسفر گیاه نیشکر (فسفر کل و فسفر قابل استفاده) و جذب این عنصر به وسیله گیاه نیشکر در آزمایش گلدانی و در شرایط گلخانهای، در جنوب غربی ایران بررسی شد. در این آزمایش مصرف سطوح مختلف فسفر (0، 50 و 100 درصد توصیه کودی در منطقه معادل 250 کیلوگرم در هکتار و به صورت سوپرفسفات تریپل)، تیمارهای اسید هومیک (سه سطح غوطه ورسازی قلمه در محلولهای 0، 3/0 و 5/0 درصد اسید هومیک و تیمار خاک کاربرد kg ha-110 اسید هومیک) و دو زمان برداشت به صورت آزمایش فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در شرایط عدم مصرف کود فسفر، استفاده از اسید هومیک (بویژه به شکل غوطهور کردن قلمه) در برداشت اول جذب فسفر توسط گیاه حدود دو برابر و در برداشت دوم تا 30 درصد در مقایسه با تیمار شاهد افزایش داشت. بهبود جذب فسفر در شرایط کمبود فسفر قابل دسترس خاک به دلیل تغییرات در مقدار کربن فعال ناحیه ریزوسفر و نیز تاثیر بر تراکم و فعالیت میکروارگانیسمها و فعالیت آنزیمهایی مانند فسفاتاز میباشد که قابلیت دسترسی فسفر را در مجاورت ریشه گیاه افزایش میدهند. با افزایش مصرف کود فسفر فعالیت آنزیم فسفاتاز قلیایی نسبت به تیمار شاهد کاهش یافت و به حداقل مقدار اندازهگیری شده (17% کمتر از شاهد) رسید.
Soil enzymes are considered as a measure of soil biological status. Phosphatase enzymes (alkaline and acid) are very important because of their role in converting organic to inorganic phosphorus and improving plant nutrition. Various factors such as organic compounds and phosphate fertilizers affect the activity of these enzymes. In this study, the effect of humic acid and phosphorous (P) fertilizers onsoil rhizosphere phosphatase enzymes, active carbon and P uptake by sugarcane was investigated, conducting a greenhouse pot experiment in south west of Iran. The experiment was performed as a factorial based on complete randomized design, in three levels of P application as triple super phosphate (0, 50% and 100 % of recommended phosphorus application, 250 kg.ha-1, in the region), four humic acid treatments (three immersion levels of setts in 0, 0.3 and 0.5% solution of humic acid as well as application of 30 mg humic acid per kg soil treatment) and two harvesting time (45 and 90 days after planting). The results showed that in non-fertilized treatment, the use of humic acid (especially in the form of cuttings immersion) increased P uptake by about twice at the first harvest and by 30% at the second harvest compared to the control treatment. Improvement of P uptake in the soil with deficit P was due to changes in activated carbon in the rhizosphere and also the impact on density and activity of microorganisms and the activity of enzymes such as phosphatase, which increases the availability of P in the vicinity of the plant root. By increasing the phosphorus application, the activity of the alkaline phodphatase enzyme decreased and reached to the minimum measured value dry soil (17% Less than the control).
https://ijswr.ut.ac.ir/article_72103_ea2fdfd9ce05ea82d57ea4cb3e4d26fe.pdf
"اسیدهومیک"
"آنزیم فسفاتاز"
"کربن فعال"
"کود فسفر"
"نیشکر"
"Humic acid"
"phosphorus fertilizer"
" sugarcane"
per
دانشگاه تهران
تحقیقات آب و خاک ایران
2008-479X
2423-7833
2020-02-20
50
10
2583
2594
10.22059/ijswr.2019.285043.668255
72333
Research Paper
اارزیابی بارش و تبخیر-تعرق پتانسیل گیاه مرجع در شرایط اقلیم فعلی و تغییر اقلیم آینده تحت پروژه CORDEX در نواحی عمده تولید محصولات دیم استان کردستان
Assessing Precipitation and Reference Potential Evapotranspiration in the Current Climate and under CORDEX Climate Change Projections in Major Drylands Region of Kurdistan Province
یوسف غلام پور شمامی
yousefshemami@ut.ac.ir
1
ناصر مجنون حسینی
mhoseini@ut.ac.ir
2
جواد بذرافشان
jbazr@ut.ac.ir
3
فرزاد شریف زاده
sharifz@ut.ac.ir
4
همایون کانونی
hkanouni@gmail.com
5
دانشجوی دکترا، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده علوم و مهندسی کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج. ایران.
استاد، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده علوم و مهندسی کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران. کرج، ایران. (نویسنده مسئول).
دانشیار، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشکاه تهران، کرج. ایران.
دانشیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده علوم و مهندسی کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج. ایران.
دانشیار، بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی کردستان، سنندج، ایران
با توجه به گزارشهای متعدد مبنی بر روند گرم شدن کره زمین و نوسانات بارش، بررسی تغییرات اقلیمی به منظور سازگاری با این پدیده بهویژه در مناطق نیمهخشک دیم کشور ضروری به نظر میرسد. هدف از این مطالعه بررسی روند تغییرات اقلیمی فعلی و پیشنگری مدلهای اقلیمیCMIP5 تحت پروژهCORDEX در مناطق دیمخیز استان کردستان میباشد. در این مطالعه، ایستگاههای سنندج، قروه و زرینه به عنوان نزدیکترین ایستگاههای هواشناسی سینوپتیک به ایستگاههای تحقیقاتی معرف کشاورزی دیم استان کردستان انتخاب شدند. دادههای اقلیمی ریزمقیاسنمایی شده پروژه CORDEX ابتدا مورد پسپردازش قرار گرفتند. با توجه به اینکه دوره آینده این پروژه از سال 2006 شروع و تا سال 2100 ادامه دارد، دادهها به چهار دورهی زمانی تقسیمبندی شدند. دادههای اقلیمی پیشنگری شده با دادههای مشاهداتی دوره زمانی 2006 تا 2017 مقایسه شدند، سپس پیشنگری مدلهای اقلیمی در دورههای زمانی مختلف آینده مورد بررسی قرار گرفتند. روند تغییرات اقلیمی فعلی با استفاده از آزمون من-کندال و تخمینگر شیب سن نشاندهنده کاهش بارش و افزایش دما و تبخیر-تعرق پتانسیل گیاه مرجع میباشد. مقایسه دوره 2017-2006 نشاندهنده دقت بالای تخمین دما و تبخیر-تعرق پتانسیل گیاه مرجع و دقت کم بارش میباشد. همچنین طبق پیشنگری مدلهای اقلیمی در پایان قرن 21 نسبت به دوره پایه 2005-1990 افزایش دما و تبخیر-تعرق پتانسیل در تمامی مدلهای اقلیمی همه ایستگاهها و نوسانات در بارش اتفاق خواهد افتاد. در حالی که در سنندج کاهش بارش مورد انتظار است، بارشهای بیشتری در قروه و زرینه رخ خواهد داد.
According to numerous reports about the global warming process and the fluctuations of rainfall, the study of climate change, especially in semi-arid regions of the country's dryland, is necessary in order to adapt to this phenomenon. The purpose of this study was to investigate the current process of climate change and the projection of CMIP5 (Coupled Model Intercomparison Project Phase 5) climate models under the CORDEX (Coordinated Regional Climate Downscaling Experiment) project in dryland areas of Kurdistan province. In this study, Sanandaj, Qorveh, and Zarineh stations were selected as the nearest synoptic meteorological stations to the agricultural research institutes of dryland in Kurdistan province. At first, bias correlation was done on downscaled data of the CORDEX project. Given that the future course of the project began in 2006 and continues until 2100, the data were divided into four time periods. The forecasted climatological data were compared with the observed data from 2006 to 2017, then the projection of climate models in the future periods was considered. The trend of climate change in the past, using the Mann-Kendall test and the Sen’s slope estimator, indicates a decrease in precipitation and an increase in temperature and potential evapotranspiration. The comparison between predicted and observed data during 2006-2017 showing the high accuracy for temperature and evapotranspiration estimation, and low accuracy for rainfall estimation. Also, according to the projection of climate models at the end of 21st century, temperature and evapotranspiration increase in all climatic models of all stations and fluctuations in rainfall are projected. While precipitation reduction in Sanandaj is expected, more precipitation will occur in Qorveh and Zarineh stations.
https://ijswr.ut.ac.ir/article_72333_4b27dda686c0dd01829d118e09821cc2.pdf
تغییر اقلیم
CORDEX
بارش
تبخیر-تعرق پتانسیل گیاه مرجع
کردستان
climate change
CORDEX
Precipitation
Reference Potential Evapotranspiration
Kurdistan
per
دانشگاه تهران
تحقیقات آب و خاک ایران
2008-479X
2423-7833
2020-02-20
50
10
2595
2608
10.22059/ijswr.2019.282441.668220
72138
Research Paper
ارائه مدلی مبنی بر ترکیب روش آماری عامل اطمینان و روش بگینگ بهمنظور اکتشاف آب زیرزمینی
Introducing a Hybrid Model Based on Certainty Factor Statistical and Bagging Methods for Discovering Groundwater
سید وحید رضوی ترمه
vrazavi70@gmail.com
1
مجید رحیم زادگان
rahimzadegan@kntu.ac.ir
2
دانشجو دکتری سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS)، دانشکده ژئودزی و ژئوماتیک، دانشگاه صنعتی خواجهنصیرالدین طوسی
ایران، تهران، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، دانشکده عمران، گروه منابع آب
با توجه به تغییرات اقلیمی و رشد جوامع شهری، نیاز به آب زیرزمینی و اکتشاف این منابع رو به افزایش است؛ بنابراین هدف از تحقیق حاضر، تهیه نقشه پتانسیل سطح آب زیرزمینی با استفاده از سیستم اطلاعات مکانی (GIS) در منطقهای واقع در دشت بوشهر با استفاده از ترکیب روش آماری عامل اطمینان با روش دادهکاوی بگینگ است. بدین منظور در گام اول، 339 موقعیت چاه در منطقه موردمطالعه مشخص گردید و بهصورت تصادفی، 238 چاه (70 درصد) بهعنوان نقاط آموزشی و 101 چاه (30 درصد) بهعنوان نقاط اعتبارسنجی تعیین گردید. در گام بعد، 15 عامل تأثیرگذار بر تجمع آب زیرزمینی مانند ارتفاع، زاویه شیب، جهت شیب، طول شیب، انحنای سطح، انحنای آبراهه، شاخص رطوبت توپوگرافی، فاصله از گسل، تراکم گسل، فاصله از رودخانه، تراکم آبراهه، بارندگی، لیتولوژی، پوشش اراضی و نوع خاک در نرمافزار ArcGIS 10.3 و Saga GIS تهیه گردید. رابطه مکانی بین پارامترهای مؤثر و موقعیت چاهها با استفاده از مدل عامل اطمینان مشخص گردید و بهمنظور پیادهسازی مدل بگینگ از این وزنها استفاده شد. بهمنظور ارزیابی دقت مدل ترکیبی از شاخصهای ضریب تعیین، RMSE و MAE استفاده شد و همچنین بهمنظور ارزیابی دقت نقشههای تهیهشده از منحنی تشخیص عملکرد نسبی (ROC) و سطح زیر آن (AUC) استفاده گردید. نتایج حاصل از ارزیابی نشان میدهد که مقادیر شاخصهای ضریب تعیین، RMSE و MAE برای دادههای آموزشی و اعتبارسنجی به ترتیب برابر 76 درصد، 247/0، 162/0، 5/73 درصد، 256/0 و 169/0 است. نتایج ارزیابی منحنی ROC نشان میدهد که سطح زیر منحنی به ترتیب 2/86 و 8/94 درصد برای مدلهای عامل اطمینان و ترکیب مدل عامل اطمینان با مدل دادهکاوی بگینگ است.
Due to climate change and growth of urban communities, the need for groundwater and exploration of these resources are increasing. Therefore, the purpose of this study was to provide a groundwater potential mapping using the geographic information system (GIS) in a region located in Booshehr plain using an ensemble of certainty factor (CF) method with Bagging data mining method. For this purpose, in the first step, 339 well locations were identified in the study area, of which 238 wells (70%) were randomly selected as training points and 101 wells (30%) were selected as validation points. In the next step, 15 factors affecting groundwater such as altitude, slope angle, slope direction, slope length, plan curvature, profile curvature, topographic wetness index, distance from fault, fault density, distance from river, drainage density, rainfall, lithology, Soil and land cover were prepared in ArcGIS 10.3 and Saga GIS software. The spatial relationship between the effective parameters and the location of the wells was determined using a CF model. These weights were used to implement the Bagging model. In order to validate the accuracy of the ensemble model, the RMSE and MAE indices were used. Also, in order to validate the accuracy of the maps, ROC and AUC were used. The results of this study showed that the values of RMSE and MAE indices for training and validation are equal to 0.247, 0.162, 0.256 and 0.169 respectively. The evaluation results of the ROC curve indicated that the AUC was 86.2 and 94.8%, respectively, for CF models and the ensemble of CF model with the Bagging model.
https://ijswr.ut.ac.ir/article_72138_44e99d80a965c6fc0c3aa097b9b4317d.pdf
پتانسیل سطح آب زیرزمینی
مدل عامل اطمینان
مدل بگینگ
سیستم اطلاعات مکانی (GIS)
Groundwater potential mapping
certainty factor (CF) method
bagging method
Geographic Information System (GIS)
per
دانشگاه تهران
تحقیقات آب و خاک ایران
2008-479X
2423-7833
2020-02-20
50
10
2609
2618
10.22059/ijswr.2019.274332.668101
75444
Research Paper
تحلیل هیدرولیکی و اقتصادی تلفیق آبیاری بارانی و قطرهای در شبکه آبیاری پایاب سامانه گرمسیری استان ایلام
Hydraulic and Economic Analysis of Integrated Sprinkler and Drip Irrigation Systems in Irrigation Network of Tropical System of Ilam Province
حمزه علی علیزاده
hamzehalizadeh@ut.ac.ir
1
مریم طهماسبی پور
maryam.tahmasbipour6673@gmail.com
2
استادیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران
دانشجوی کارشناسی ارشد سازههای آبی، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران
سیستم آبیاری بارانی کلاسیک ثابت با آبپاش متحرک، سیستم آبیاری پایه در اراضی زراعی شبکه آبیاری پایاب سامانه گرمسیری استان ایلام میباشد. وضعیت اقلیمی مناطق گرمسیری استان به ویژه دشت مهران به گونهای است که متوسط سرعت باد در ماههای اردیبهشت تا شهریور (مصادف با کشت تابستانه) بیشتر از 16 کیلومتر بر ساعت بوده و استفاده از آبیاری بارانی به علت گرمای زیاد، رطوبت نسبی پایین و سرعت باد بالا دارای محدودیت شدید میباشد. به همین منظور توسعه سیستمی که بتواند در کشت دوم که شرایط برای آبیاری بارانی مناسب نیست، اراضی را تحت پوشش قرار دهد ضروری میباشد. هدف از این پژوهش امکانسنجی هیدرولیکی و اقتصادی تبدیل سیستم آبیاری بارانی به قطرهای نوارای (تلفیقی) در کشت تابستانه میباشد. برای این منظور ابتدا سناریوهای مختلف توسعه زیرساختهای لازم برای تبدیل سیستم آبیاری بارانی به قطرهای طراحی و سپس این سناریوها در سطح قطعات زراعی از لحاظ هیدرولیکی (نرم افزارWater- GEMS) و اقتصادی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. نتایج نشان داد که هزینه تهیه و اجرای زیرساختهای تبدیل سیستم آبیاری بارانی به قطرهای نواری در هر هکتار بین 1/15 تا 8/15 میلیون ریال (معادل 7/5 درصد هزینه شبکه فرعی) و هزینه بهرهبرداری سالانه 19 میلیون ریال میباشد. توسعه آبیاری تلفیقی در سطح 12350 هکتار اراضی زراعی شبکه باعث صرفهجویی 85/8 میلیون مترمکعب در مصرف آب و افزایش درآمدهای خالص کل طرح از 145709 به 165731 میلیون ریال میشود.
The semi-portable sprinkler irrigation system is a base irrigation system in the irrigation network of tropical region in Ilam province. The climatic condition of tropical regions of Ilam, especially Mehran plain, is such that the average wind speed in May to September is more than 16 km/h and the use of sprinkler irrigation due to high temperature, low relative humidity and high wind speed faces to a severe limitations. For this purpose, it is necessary to develop a system that is able to cover land in summer planting which is not suitable for sprinkler irrigation. The objective of this research was to study the hydraulic and economic feasibility of switching sprinkler irrigation systems into drip tape irrigation (integrated) in summer planting. For this purpose, different scenarios for developing of infrastructures required for converting sprinkler irrigation to drip tape irrigation system were designed and then these scenarios were analyzed in terms of hydraulic (Water-GEMS software) and economic factors. The results showed that the cost of provision and implementation of infrastructure for converting sprinkler irrigation to drip tape irrigation system is ranged between 15.1 to 15.8 million Rials (5.7 % total costs of the Sub-network) and the annual operating cost is 19 million Rials. Development of integrated irrigation systems at 12350 hectares of arable lands, will save water consumption by 8.85 MCM and increase net revenues from 145709 to 165731 million Rials.
https://ijswr.ut.ac.ir/article_75444_f6630bbb582dca0ded181cebd857d6e3.pdf
آبیاری تلفیقی
ارزش خالص
نسبت سود به هزینه
تحلیل هیدرولیکی
Integrated irrigation
net benefit
benefit to cost ratio
hydraulic analysis
per
دانشگاه تهران
تحقیقات آب و خاک ایران
2008-479X
2423-7833
2020-02-20
50
10
2619
2631
10.22059/ijswr.2019.281919.668210
72141
Research Paper
پیامد رسوبگذاری زیستی کربنات کلسیم بر آبشویی باکتری اشریشیا کولی در ستون شنی
The Effect of Calcium Carbonate Bioprecipitation on Escherichia coli Leaching in Sand Column
ریحانه شوکتی
reyhanehshokati71@gmail.com
1
نسرین قربان زاده
nghorbanzadeh@guilan.ac.ir
2
محمدباقر فرهنگی
m.farhangi@guilan.ac.ir
3
محمود شعبانپور شهرستانی
shabanpour@guilan.ac.ir
4
علوم و مهندسی خاک، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران
گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران
گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران
دانشیار گروه خاکشناسى، دانشکده کشاورزى، دانشگاه گیلان، رشت
پیشبینی انتقال باکتریها به آبهای زیرزمینی برای جلوگیری از آلودگی منابع آب به باکتریهای کلیفرم بسیار حائز اهمیت است. این پژوهش با هدف بررسی کارایی روش رسوبگذاری زیستی کربنات کلسیم (MICCP) در جلوگیری از انتقال باکتری اشریشیا کولی به عنوان باکتری شناساگر آلودگی زیستی انجام شده است. برای انجام فرایند MICCP نمونه شن در لوله PVC (قطر داخلی 8/4 و بلندی 92/14 سانتیمتر) ریخته شد و برای سه روز همراه با باکتری اسپوروسارسینا پاستئوری انکوباسیون شد. پس از پیدایش جریان ماندگار اشباع، به اندازه 1/0 حجم منفذی از سوسپانسیون باکتری اشریشیا کولی (108 CFU/mL) به ستون افزوده شد و آبشویی با آب مقطر انجام شد. از زهآب خروجی از ستونها در حجمهای منفذی 1/0 تا 5 نمونهبرداری شد. پس از پایان آبشویی، ستون شن به 5 برش 3 سانتیمتری تقسیم شد و شمار باکتریهای به دام افتاده در ستون اندازهگیری شدند. شمارش باکتریها در محیط کشت EMB و به روش شمارش کلنی انجام شد. ستون شن کنترل نیز آبشویی شد. پیامد تیمار MICCP و برهمکنش آن با حجم منفذی بر شمار اشریشیا کولی در زهآب معنیدار شد (05/0>p). پیامد عمق و برهمکنش آن با تیمار نیز بر شمار مانده باکتری اشریشیا کولی در ستون و کربنات کلسیم معنیدار بود (05/0>p). رویهمرفته، کارکرد کربنات کلسیم فراهم شده زیستی در پالایش باکتریها به ویژه در لایههای بالایی ستون قابل توجه بوده و با کاهش ضریب آبگذری ستون شن، غلظت باکتری اشریشیا کولی در زهآب کاهش یافت.
Prediction of bacteria transport to groundwater is very important to prevent water resources from coliform bacteria pollusion. The objective of this study was to investigate the effectiveness of microbially induced calcium carbonate precipitation (MICCP) in preventing the transport of Escherichia coli as an indicator coliform. For the MICCP process, the sand sample was poured into PVC tubes (with inside diameter of 4.8 and height of 14.92 cm) and incubated for 3 days in the presence of Sporosarcina pasteurii. After the stablishment of steady-state flow, 0.1 pore volume of Escherichia coli suspension (108 CFU/mL) was added to the sand column and the leaching was followed with distilled water. The column effluent was sampled in 0.1 to 5 pore volume. After leaching, the sand column was sliced into five sections (~3 cm), and the number of E. coli trapped in each slice was measured using the plate count method in EMB agar culture medium. Leaching was also carried out in control sand column. The effect of MICCP treatment and its interaction with pore volume was significant (p<0.05) on Escherichia coli count in effluent. The effect of depth and its interaction with MICCP treatment were significant (p<0.05) on E. coli residuals and bioprecipitated calcium carbonate in the column. Overall, the role of biopreciptated calcium carbonate was significant in bacteria filtration, as it decreased the sand column hydraulic conductivity and reduced the number of E. coli in column effluents.
https://ijswr.ut.ac.ir/article_72141_3c274c24d5733ba6e6c2058a035b07c7.pdf
کانیشدن زیستی
اورهآز
ضریب آبگذری
اسپوروسارسینا پاستئوری
Biomineralization
Urease
Hydraulic conductivity
Sporosarcina pasteurii
per
دانشگاه تهران
تحقیقات آب و خاک ایران
2008-479X
2423-7833
2020-02-20
50
10
2633
2644
10.22059/ijswr.2019.276436.668147
72137
Research Paper
مقایسه حذف آرسنیک آب توسط نانوذرات مگنتیت و اکسید تیتانیوم، آلیاژ فروسیلیس و فروسیلیس منیزیم
Comparison of Arsenic Removal from Water by Magnetite and Titanium Oxide Nanoparticles, Ferrosilicon and Ferrosilicon Magnesium
محمد بابااکبری
babaakbari@znu.ac.ir
1
شهربانو حسنی
yasnasadat0@gmail.com
2
محمد امیر دلاور
amir-delavar@znu.ac.ir
3
محمود رضا نیستانی
neyestani@znu.ac.ir
4
گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران.
گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران.
گروه شیمی تجزیه ، دانشکده علوم، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران.
شبه فلز آرسنیک، یک آلاینده سمی و دارای اثرات سرطانزایی شدیدی است. یکی از راههای جدید و موثر برای کاهش غلظت آرسنیک درآبهای آلوده، استفاده از اصلاحکنندههای معدنی است. هدف از این مقاله بررسی میزان کاهش آرسنیک در آب با استفاده از نانوذرات مگنتیت، نانوذرات تیتانیوم، فروسیلیس و فروسیلیسمنیزیم است. در این تحقیق اثر زمان، غلظت اولیه آرسنیک، مقدار جاذب و pH با انجام آزمایشهای ناپیوسته بر تغییر غلظت آرسنیک محلول مطالعه شد. پس از تعیین زمان تعادل، مقدار بهینه جاذبها به دست آمد و ایزوترمهای جذب سطحی رسم شد. زمان تعادل برای نانوذرات مگنتیت و تیتانیوم دو ساعت، برای فروسیلیسمنیزیم 16 ساعت و برای فروسیلیس 24 ساعت بهدست آمد. ایزوترم فرندلیچ با دادههای آزمایش همبستگی بیشتری نشان داد (R2≥089). با افزایش pH درصد حذف آرسنیک کاهش یافت و حداکثر حذف (90 درصد) توسط نانو ذرات آهن و تیتانیوم در 3=pH مشاهده شد. نانوذرات مگنتیت و نانوذرات اکسید تیتانیوم جاذبهای کاراتر و فروسیلیس منیزیم جاذبهای ارزان قیمتتری برای حذف آرسنیک از آب آلوده بودند.
Arsenic metalloid is a toxic contaminant and has a high carcinogenic effect. One of the new and effective methods to reduce the concentration of arsenic in contaminated water is to use mineral amendments. The purpose of this research is to investigate the reduction rate of arsenic in water using magnetite nanoparticles, titanium nanoparticles, ferrosilicon and magnesium ferrosilicon. In this study, the effect of time, initial concentration of arsenic, the amount of adsorbent and pH on variation of arsenic concentrations of solutions were studied by performing batch experiments. The equilibrium time, the optimum amount of adsorbents and the most suitable adsorbent were determined and the adsorption isotherms were plotted. The equilibrium time was two hours for magnetite nanoparticles and titanium nanoparticles, 16 hours for magnesium ferrosilicon, and 24 hours for ferrosilicon. Freundlich isotherm showed greater correlation with test data (R2≥089). With increasing pH, the percentage of arsenic removal decreased and maximum removal (90%) was observed by iron nanoparticles and titanium at pH = 3. Magnetite nanoparticles and titanium oxide nanoparticles were more efficient adsorbent. Ferrosilicon and magnesium ferrosilicon were cheaper adsorbents for removal of arsenic from water.
https://ijswr.ut.ac.ir/article_72137_9ba7acf2ecc9676cb7aaf6bd1652024b.pdf
" آرسنیک" " ایزوترم جذب سطحی"
"فروسیلیس"
"نانوذره تیتانیوم"
"نانوذره مگنتیت"
"Arsenic"
"Adsorption isotherm"
"Ferrosilicon"
"Magnetite nanoparticles"
"titanium nanoparticles"
per
دانشگاه تهران
تحقیقات آب و خاک ایران
2008-479X
2423-7833
2020-02-20
50
10
2645
2660
10.22059/ijswr.2019.278721.668157
72335
Research Paper
کاهش آلودگی نفتی در خاک به روشهای گیاهپالایی، زیست پالایی و گیاهپالایی زیستافزونی شده
Reduction of Crude Oil Pollution in Soil by Phytoremediation, Bioaugmentation and Bioaugmented Phytoremediation
هادی کوهکن
koohkan_7001@yahoo.com
1
احمد گلچین
agolchin2011@yahoo.com
2
محمدصدیق مرتضوی
msmortazavi@yahoo.com
3
رقیه همتی
rhematii@yahoo.com
4
فاطمه شهریاری
fshahryari@yahoo.com
5
1. دانشجوی دکتری علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
استاد گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
دانشیار پژوهشکده اکولوژی خلیج فارس و دریای عمان، موسسه تحقیقات علوم شیلاتی کشور ،سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، بندرعباس، ایران
دانشیار گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
استادیار گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
به منظور بررسی کارایی گیاهپالایی، زیستپالایی و گیاهپالایی زیستافزونیشده در حذف نفت خام از خاک، یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار به اجرا درآمد. فاکتورها شامل سه سطح آلودگی خاک به نفت (صفر، 4 و 8 درصد وزنی)، چهار تیمار گیاهی (بدون گیاه، برموداگراس (Cynodon dactylon)، سورگوم (bicolorSorghum) و جو (Hordeum vulgare)) و سه تیمار قارچ (بدون قارچ، قارچ بومی و قارچ غیربومی Phanerochate chrysosporium))) بودند. در این تحقیق قارچ جداسازی شده از خاک آلوده از گونه آسپرژیلوس نایجر ( Aspergillus niger) بود. برای انجام آزمایش نمونههای پنج کیلویی خاک با مقادیر مختلف نفت خام آلوده شدند و در گلدانهای پلاستیکی ریخته شدند و پس از گذشت شش هفته با قارچها تلقیح شده و سپس در خاکهای آلوده تلقیح شده با قارچ و تلقیح نشده سه گونه گیاهی گرامینه کاشته شدند. نتایج نشان داد که کاربرد گیاهان سبب افزایش معنیدار درصد حذف نفت خام نسبت به شاهد گردید. درصد حذف نفت خام در خاکهای کشت شده به ترتیب نزولی مربوط به سورگوم، برموداگراس و جو بود. تلقیح خاک با قارچها درصد حذف ترکیبات نفتی را بهطور معنیداری نسبت به شاهد افزایش دادند. قارچ بومی در تجزیه و مصرف مواد نفتی نسبت به قارچ غیربومی مورد مطالعه کارآیی و عملکرد بهتری داشت. همچنین کاربرد توأم آنها (گیاهپالایی زیستافزونیشده) نسبت به کاربرد هر یک از روشها بهتنهایی (گیاهپالایی و زیست پالایی) درصد حذف نفت خام را بطور معنیداری افزایش داد؛ که نشان میدهد کارایی روش گیاهپالایی زیستافزونیشده نسبت به گیاهپالایی و زیستپالایی بهتنهایی بهطور معنیداری بالاتر بود.
To investigation the efficiency of phytoremediation, bioremediation and bioaugmented phytoremediation to remove crude from the soil, a factorial experiment was conducted in a completely randomized design with three replications. The treatments consisted of 3 levels of oil concentrations in the soil (0, 4 and 8% by weight), four treatments of plant (no plant, bermudagrass (Cynodon dactylon), sorghum (bicolor Sorghum) and barley (Hordeum vulgare)) and 3 treatments of fungi (no fungi, native fungi and Non-native fungi (Phanerochate chrysosporium)). In this study, the isolated fungi from polluted soil was Aspergillus niger. Samples of five kilograms of soil were polluted with different amounts of crude oil and poured into plastic pots. After six weeks, some pots were inoculated with fungi, then all pots were planted with the proposed gramineae species. The results showed that the application of plants significantly increased the removal percentage of crude oil compared to the control. The removal percentage of crude oil was corresponded to cultivated soils of sorghum, bermudagrass, and barley, in desending order. Inoculated soils with fungi increased the removal percentage of crude oil significantly as compared to the control. The native fungus had more efficiency than the non-native fungus in terms of degradation of crude oil. Also, their combined application of bioaugmentation and phytoremediation (bioaugmented phytoremediation) was significantly more than the application of each method alone (phytoremediation and bioremediation); which indicate the better efficiency of the bioaugmented phytoremediation method than the phytoremediation and bioremediation method individually.
https://ijswr.ut.ac.ir/article_72335_32a0a356ac413edc8380341cb313cfb2.pdf
آلودگی نفتی
زیست افزونی
گیاهپالایی
Petroleum pollution
Bioaugmentation
Phytoremediation