دانشگاه تهرانتحقیقات آب و خاک ایران2008-479X531020221222Estimating Soil Surface Moisture Content and Investigating Irrigation Schedule of Sugarcane Fields Using Thermal Trapezoidal Modelبرآورد رطوبت سطحی خاک و بررسی برنامهریزی آبیاری اراضی نیشکر با استفاده از مدل ذوزنقه حرارتی220922239147510.22059/ijswr.2022.338383.669214FAجمالمحمدی معله زادهرئیس اداره سنجش از دور و GIS، مؤسسه تحقیقات و آموزش توسعه نیشکر، اهواز، ایرانسعیدحمزهدانشیار گروه سنجش از دور و GIS، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران، ایرانعبدعلیناصریاستاد گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران، اهواز، ایران0000-0002-5833-5802Journal Article20220219Soil moisture is one of the key parameters in water resources studies and irrigation remote planning. Measuring soil moisture on a large scale is costly and very time consuming. Traditional methods of measuring soil moisture at farm level cannot show the spatial changes of moisture in the best way. Various new methods have been developed to use satellite data to model soil moisture based on thermal images. This study was conducted in 2020 with the aim of investigating the ability of thermal satellite imagery to estimate soil moisture and to plan irrigation rounds of lands in sugarcane industry of Amirkabir located in the south of Khuzestan province. For this purpose, during growing season of sugarcane, soil moisture content was calculated for 9 crossings Landsat 8 satellite and evaluated using 180 ground control points, and also daily irrigation data of 32 farms (25-hectare) were recorded during the study period. The results showed that the accuracy of the model is suitable for estimating soil moisture with the measured values at the farm level. The mean square root of normalized error (NRMSE) was 12.9% and the coefficient of determination (R²) was 0.82. Also, the results of soil moisture in irrigation management of sugarcane fields showed that thermal trapezoidal model is effective due to using thermal bands to environmental factors such as relative humidity percentage, average air temperature, pest (leaf dryness) and plant temperature, and somewhat in June and July causes errors in irrigation planning of sugarcane fields. The mean square root of normalized error (NRMSE) during soil water stress was 24.32%, during irrigation time was 22.20%, at average humidity was 11.7%, during high humidity was 13.20% and during irrigation was 8.86%. Consequently, the accuracy of thermal trapezoidal model for planning irrigation of farms in estimating soil water stress and field irrigation time in some periods of growing season is moderate and for fields having sufficient soil moisture is well.رطوبت خاک یکی از پارامترهای کلیدی در مطالعات منابع آب و برنامهریزی آبیاری میباشد. اندازهگیری رطوبت خاک در مقیاس کلان کاری بسیار زمانبر و پر هزینه است. روشهای سنتی اندازهگیری رطوبت خاک در سطح مزرعه نمیتوانند تغییرات مکانی رطوبت را به بهترین صورت نشان دهند. روشهای نوین مختلفی در خصوص استفاده از دادههای ماهوارهای جهت مدلسازی رطوبت خاک مبتنی بر تصاویر حرارتی توسعه داده شدهاند. این پژوهش در سال 1399 با هدف بررسی توانایی تصاویر ماهوارهای حرارتی در برآورد رطوبت خاک و برنامهریزی آبیاری اراضی کشت و صنعت نیشکر امیرکبیر واقع در جنوب استان خوزستان انجام شد. بههمینمنظور در فصل داشت نیشکر درصد رطوبت خاک برای 9 گذر ماهواره لندست 8 محاسبه شد و با استفاده از تعداد 180 نقطه کنترل زمینی مورد ارزیابی قرار گرفت، همچنین به منظور بررسی ارتباط رطوبت خاک با زمان آبیاری مزارع، اطلاعات روزانه آبیاری 32 مزرعه طی دوره مورد مطالعه ثبت شده بود استفاده گردید. نتایج بدست آمده نشان داد، دقت مدل در برآورد رطوبت خاک با مقادیر اندازهگیری شده در سطح مزرعه مناسب است. بهطوریکه جذر میانگین مربعات خطا نرمال شده (NRMSE) برابر 9/12 درصد و ضریب تبیین (R²) برابر 82/0 حاصل شد. همچنین نتایج رطوبت خاک در مدیریت آبیاری مزارع نیشکر نشان داد، این مدل بهدلیل استفاده از باند حرارتی به عوامل محیطی از جمله درصد رطوبت نسبی هوا، دمای هوا و آفت مؤثر است. بهطوریکه (NRMSE) با تنش رطوبتی خاک برابر 32/24%، زمان آبیاری برابر 20/22%، رطوبت متوسط برابر 7/11%، رطوبت بالا برابر 20/13% و در حال آبیاری برابر 86/8% بدست آمد. در نتیجه، دقت مدل ذوزنقه حرارتی جهت برنامهریزی آبیاری مزارع در برآورد تنش رطوبتی خاک و زمان آبیاری مزرعه در برخی از دورههای فصل رشد نیشکر متوسط است و برآورد مزارعی که دارای رطوبت مناسب (در حد ظرفیت زراعی)، رطوبت بالا (اشباع) و در حال آبیاری، دقت مناسب میباشد.https://ijswr.ut.ac.ir/article_91475_1b002b6c3bddd82fc6030e4f3007b168.pdfدانشگاه تهرانتحقیقات آب و خاک ایران2008-479X531020221222Estimation of ecological water flow requirements of Bakhtegan and Tashk internationally important wetlands and contribution of climatic and anthropogenic factors in their droughtبرآورد نیازآبی اکولوژیک تالابهای بینالمللی بختگان و طشک و سهم عوامل اقلیمی و انسانی در خشکیدگی آنها222522459147610.22059/ijswr.2022.348250.669350FAآریاوزیرزادهبخش مهندسی منابع طبیعی و محیط زیست، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایرانساسانکفاییاداره کل حفاظت محیط زیست فارس، شیراز، ایرانJournal Article20220905Bakhtegan and Tashk internationally important Wetland is one of the largest wetland sites in Iran that has dried up in recent years. This study was conducted to estimate the ecological water requirements of this wetland site. For this purpose, first the basic data including long term trend of rainfall, SPI and flow rates of Kor and Sivand rivers as the main feeding sources of wetlands were analysed. Then, to estimate the ecological water requirement, changes in the wetland area in the long run were investigated. Also, changes in Flamingo species as an ecologic index were studied in line with wetlands surface changes. The results showed that the amount of ecological water required to maintain the ecological functions of Bakhtegan and Tashk wetland from the Kor-Sivand River at the entrance of the wetland in dry, normal and wet yearsare 700, 826 and 1037 million cubic meters, respectively. The best times to release the water from upstream sources are February, March and April, respectively. The most important factors contributing in the drought of wetlands include increase of agrilands to fed excessive increase of the basin population, non-sustainable management of water resources, construction of new dams in watershed, significant reduction of rainfall and increasing of dry seasons during last two decades.تالاب بینالمللی بختگان و طشک یکی از بزرگترین سایتهای تالابی ایران است که در سالهای اخیر خشک شده است. این تحقیق با هدف برآورد نیاز آبی اکولوژیک تالاب بختگان انجام شد. بدین منظور ابتدا تغییرات درازمدت دادههای پایه شامل بارش در ایستگاههای منتخب، شاخص خشکسالی و تغییرات آورد رودخانههای کر و سیوند بعنوان منابع اصلی تغذیه تالابهای بختگان و طشک آنالیز شد. برای برآورد نیاز آبی اکولوژیک ابتدا تغییرات مساحت تالاب در درازمدت بررسی شد. همچنین تغییرات گونهی فلامینگو بعنوان گونه شاخص تالاب همراستا با تغییرات تالاب بررسی شد. میزان حقابهی اکولوژیک مورد نیاز برای حفظ کارکردهای اکولوژیک تالابهای بختگان و طشک از رودخانه کر-سیوند در محل ورود به تالاب در شرایط خشکسالی، نرمال و ترسالیبه ترتیب 700 میلیون متر مکعب، 826 میلیون متر مکعب و 1037 میلیون مترمکعب برآورد گردید. بهترین زمان رهاسازی حقابه تالاب از منابع آبی بالادست به ترتیب اولویت، ماههای بهمن، اسفند و فروردین پیشنهاد میگردد. مهمترین عوامل موثر در خشکیدگی تالابها، افزایش سطح زیرکشت بالادست حوضه در اثر افزایش بیش از اندازهی جمعیت حوضه، ، مدیریت ناصحیح و ناپایدار منابع آبی، احداث سدهای جدید در بالادست حوضه، کاهش بارندگی و افزایش شدت خشکسالی در دو دههی اخیر در منطقه بوده است.https://ijswr.ut.ac.ir/article_91476_4c14bea47b46023a878accec7a548571.pdfدانشگاه تهرانتحقیقات آب و خاک ایران2008-479X531020221222The effect of plant growth promoting bacteria inoculated in soil and different rates of phosphorous fertilizer on growth and yield of autumn wheatاثر تلقیح باکتریهای محرک رشد گیاه با خاک و سطوح مختلف کود فسفاته بر روی رشد و عملکرد گندم پاییزه224722599147710.22059/ijswr.2022.339365.669215FAمحمدمیرزایی حیدریگروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، واحد اصفهان (خوراسگان)، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران0000-0001-8701-578Xزهراباباییگروه زراعت و اصلاح نباتات، واحد ایلام، دانشگاه آزاد اسلامی، ایلام، ایرانJournal Article20220219Recently, growth-promoting bacteria have been proposed as complementary and increased efficiency of chemical fertilizers in order to increase soil fertility in crop production in sustainable agriculture. In order to study the effect and efficacy of plant growth promoting bacteria and different rates of phosphorous fertilizer on growth parameters, nutrient availability and wheat yield (Mahdavi variety), a field experiment was conducted as factorial based on completely randomized block design in three replications. Experimental factors include five rates of phosphorous (0, 25, 50, 75, and 100 kg/ha P) and soil inoculation with bacteria at four levels including no-inoculation (Control, I0), inoculation with Azotobacter (I1), inoculation with Pseudomonas (I2) and inoculation with Azotobacter and Pseudomonas (I3). Results of variance analysis showed a significant difference on the effect of seed inoculation and phosphorous levels on plant height, root length and germination percent of wheat seeds. In this research, the treatment of 100 percent P-requirement in the soil inoculated with Azotobacter and Pseudomonas showed a greatest effect on increasing soil phosphorous (27%), growth (28%), yield (27%), yield components (31% grain yiehd) and grain phosphorous (27%) of autumn wheat. Increase in plant dry weight by rhizobacteria is due to increase in nutrients uptake and subsequently better plant growth which could result in higher harvesting index.در حـالحاضـر باکتریهای افزاینده رشد گیاه بهعنوان گزینهای برای افزایش کارآیی کودهای شیمیایی، بهمنظور افزایش حاصلخیزی خاک در تولید محصولات در کشاورزی پایدار مطـرح شـدهاند. به منظور بررسی تأثیر تلقیح و کارایی باکتریهای محرک رشد گیاه بر خصوصیات رشدی، دسترسی به عناصر غذایی، رشد و عملکرد گندم پاییزه مهدوی و سطوح مختلف کود فسفاته، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار در شرایط مزرعه ای اجرا شد. فاکتورهای آزمایش شامل پنج سطح کود فسفره (P) شامل عدم مصرف، 25، 50، 75 و 100 کیلوگرم در هکتار کود فسفاته براساس آنالیز خاک و تلقیح خاک با باکتری در چهار سطح عدم تلقیح خاک (I0)، تلقیح خاک با ازتوباکتر (I1)، تلقیح خاک با سودوموناس (I2)، تلقیح خاک با ازتوباکتر و سودوموناس (I3) بود. نتایج حاصل از تجزیه واریانس صفات ارتفاع گیاه، طول ریشه و درصد جوانهزنی بذرهای گندم نشان دادند که بین سطوح مختلف کود فسفاته، نوع باکتری تلقیح شده و اثر متقابل آنها در کلیه این صفات به جز درصد جوانهزنی اختلاف آماری معنیدار وجود داشت. در این پژوهش تیمار 100 درصد نیاز کود فسفره همراه تلقیح خاک با ازتوباکتر و سودوموناس بالاترین تأثیر را در افزایش پارامترهای فسفر خاک (41%)، رشد و ارتفاع (28%)، عملکرد دانه (27%)، اجزای عملکرد (31% وزن دانه) و فسفردانه (38%) گندم نشان داد. افزایش در وزن کل گیاه به وسیله ریزوباکترها به واسطه افزایش در جذب عناصر غذایی و در نتیجه رشد بهتر گیاه میباشد که می-تواند موجب شاخص برداشت بالاتری گردد.https://ijswr.ut.ac.ir/article_91477_eb24d2d94de21387d6a9a344c6d412f3.pdfدانشگاه تهرانتحقیقات آب و خاک ایران2008-479X531020221222Digital mapping of soil texture components in part of Khuzestan plain lands using machine learning modelsنقشهبرداری رقومی اجزا بافت خاک در بخشی از اراضی دشت خوزستان با استفاده از برخی مدلهای یادگیری ماشین226122769147810.22059/ijswr.2022.348442.669360FAنسیمصحراییگروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی،دانشگاه شهید چمران اهواز، خوزستان، ایران0000-0003-2489-1672احمدلندیهیات علمی گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز- خوزستان، ایران0000-0002-2807-5894سعیدحجتیعضو هیئت علمی گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، خوزستان، ایران0000-0002-4109-3202Journal Article20220910This study aims to evaluate and to compare the efficiency of support vector machine (SVM) and random forest (RF) models using digital soil mapping approach to predict soil texture in part of Khuzestan province. In February 2021, before determining soil texture, 200 soil samples were taken using stratified random sampling from the surface layer )0-10 cm(. Auxiliary variables included primary and secondary derivatives of digital elevation model (DEM), remote sensing spectral indices (RS), from which the appropriate category was selected using principal component analysis (PCA). Based on PCA method, nine topographic variables from DEM and eight vegetation indices and spectra from RS were selected to predict soils texture components (sand, silt, and clay). The efficiency of the models was evaluated using the coefficient of determination (R2) and the root mean squared of the error (RMSE). The results indicated that the random forest model had higher accuracy and less error than the support vector machine model (SVM), so that values of R2 in this model were 0.80 for sand, 0.81 for silt, and 0.78 for clay, and the RMSE in the prediction of these particles were 6.02, 5.89 and 6.02, respectively. While the R2 and RMSE in the support vector machine model for prediction of sand, silt and clay were (0.39, 13.70), (0.45, 10.70), and (0.46, 9.32), respectively. Also, the results of this evaluation showed that salinity index, brightness index, and channel network in addition of the 6-band Landsat 8 satellite or the far infrared band were the most important environmental variables predicting clay, silt, and sand particles. In conclusion, we suggest using Random Forest model as a useful and reliable method in preparing digital maps of soil texture in the study area.مطالعه حاضر با هدف ارزیابی و مقایسه کارائی مدلهای ماشین بردار پشتیبان (SVM) و جنگل تصادفی (RF) با استفاده از رویکرد نقشهبرداری رقومی خاک (DSM) برای پیشبینی اجزا بافت خاک در بخشی از اراضی استان خوزستان انجام شد. در بهمن سال 1399، بهمنظور تعیین بافت خاک، 200 نمونه از خاک سطحی (عمق 10-0 سانتی متری) به صورت تصادفی طبقهبندی شده جمعآوری شدند. متغیرهای کمکی شامل مشتقات اولیه و ثانویه مدل رقومی ارتفاع (DEM) شامل (شیب، جهت شیب، شاخص شبکه آبراههای و ...) و شاخصهای طیفی و گیاهی سنجش از دور (RS) بودند که انتخاب دسته مناسب از آنها با استفاده از روش تجزیه مولفههای اصلی (PCA) انجام گرفت. بر اساس روش PCA، نه متغیر توپوگرافی از DEM و هشت شاخص پوشش گیاهی از RS برای پیشبینی اجزا بافت خاک (شن، سیلت و رس) انتخاب گردیدند. کارایی مدلها با استفاده از آمارههای ضریب تبیین (R2) و ریشهی میانگین مربعات خطا (RMSE) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد مدل جنگل تصادفی از دقت بالاتر و خطا کمتری نسبت به مدل ماشین بردار پشتیبان (SVM) برخوردار است، بهطوریکه میزان R2 در این مدل برای شن 80/0، سیلت 81/0 و رس 78/0 و ریشهی میانگین مربعات خطا (RMSE) در پیشبینی این ذرات به ترتیب 02/6، 89/5 و 02/6 بود. این درحالی است که R2 و RMSE در مدل ماشین بردار پشتیبان به ترتیب برای شن 39/0 و 70/13، سیلت 45/0 و 70/10 و رس46/0 و 32/9 بود. همچنین اهمیت نسبی متغیرهای استفاد شده در پیشبینی اجزای بافت خاک نشان داد شاخص شوری، شاخص روشنایی و شبکه آبراههای به همراه باند 6 ماهواره لندست 8 مهمترین متغیرهای محیطی پیشبینی کننده ذرات رس، سیلت و ماسه بودند. بنابراین پیشنهاد میشود از مدل جنگل تصادفی به عنوان روشی مفید و قابل اعتماد در تهیه نقشههای رقومی بافت خاک در منطقه مورد مطالعه استفاده شود.https://ijswr.ut.ac.ir/article_91478_4186398981dd90d2715dba90b4f10189.pdfدانشگاه تهرانتحقیقات آب و خاک ایران2008-479X531020221222Development of strategic wheat crop prediction toolkit using machine learning algorithms to reduce food security risks (case study: alborz province)توسعه جعبه ابزار پیشبینی عملکرد محصول استراتژیک گندم با استفاده از الگوریتمهای یادگیری ماشین به منظور کاهش مخاطرات امنیت غذایی (مطالعه موردی: استان البرز)227722949148310.22059/ijswr.2022.342638.669260FAمحمدانصاری قوجقارگروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشگاه تهران ، کرج، ایران0000-0003-0485-5551Journal Article20220507Wheat as the main food in the country is of particular importance. Wheat is not only an important economic agricultural commodity in the world, but also known as a powerful lever in political and global relations. Therefore, the analysis and forecast of the production status of this product in the country has always been the focus of attention. The purpose of this study is to predict the amount of wheat yield (X) using artificial intelligence in the annual time scale in Alborz province. For this purpose, using annual cultivation and production data, wheat yield was investigated in six cities of Nazarabad, Savojbalagh, Karaj, Eshtehard, Fardis and Taleghan with a period of 40 years (1981-2020). After calculating the yield (ton per hectare) and forming an annual time series, four artificial intelligence methods including the best neighbor algorithm (KNN), backup vector (SVM), gene expression planning (GEP) and Bayesin Network (BN) were used and the wheat yield was predicted for the following year. Results indicated a more precision in yield prediction in the years with more production; According to the results of the BN, GEP, SVM and KNN model, the correlation coefficient between the observed and anticipated wheat yield values was 0.84, 0.89, 0.89 and 0.92, respectively. Explaining that Karaj and Taleghan cities have the highest and lowest wheat production respectively. The results showed that the KNN method had the best accuracy among the others, as the values of R, RMSE and MAE varied from 0.84 to 0.92, 0.21 to 0/24 and 0.11 to 0.18. Overall, by comparing the proposed methods, the KNN method had the highest and the BN method had the least accuracy to predict the amount of wheat yield in Alborz province. The results of this study can be very useful in providing and managing food security in areas under study.گندم به عنوان اصلیترین غذای مردم در کشور از اهمیت ویژهای برخوردار است. گندم نه تنها یک کالای مهم کشاورزی-اقتصادی در دنیا محسوب میشود، بلکه به عنوان اهرمی قدرتمند در مناسبات سیاسی و جهانی شناخته میشود. از این رو تحلیل و پیشبینی وضعیت تولید این محصول در کشور همواره مورد توجه بوده است. هدف از این پژوهش پیشبینی مقدار عملکرد گندم (X) با استفاده از فرامدلهای هوشمصنوعی در مقیاس زمانی سالانه در استان البرز است. بدین منظور، با استفاده از دادههای سطح زیر کشت و تولید سالانه، عملکرد گندم در شش شهرستان نظرآباد، ساوجبلاغ، کرج، اشتهارد، فردیس و طالقان با طول دوره آماری 40 ساله (2020-1981) بررسی شد. پس از محاسبه مقدار عملکرد (تن در هکتار) و تشکیل سری زمانی سالانه، با استفاده از چهار روش هوشمصنوعی شامل الگوریتم بهترین همسایگی (KNN)، ماشینبردار پشتیبان (SVM)، برنامه-ریزی بیانژن (GEP) و شبکه بیزین (BN) عملکرد گندم در سال بعد پیشبینی شد. نتایج حاکی از افزایش دقت پیشبینیها در سالهای با تولید بیشتر بود؛ به نحوی که بر اساس نتایج حاصل از مدل BN، GEP، SVM و KNN ضریب همبستگی بین مقادیر عملکرد گندم مشاهدهشده و پیشبینیشده برای شهرستان کرج به ترتیب 84/0، 89/0، 91/0 و 92/0 بهدست آمد. با این توضیح که شهرستانهای کرج و طالقان به ترتیب بیشترین و کمترین تولید گندم را در بین این شهرستانها دارند. نتایج نشان داد روش KNN نسبت به سایر روشها، بهترین دقت را داشت و معیارهای ارزیابی R، RMSE و MAE آن به ترتیب از ۸۴/۰ تا ۹۲/۰، 21/0 تا 24/ 0 تن در هکتار و 11/0 تا 18/0 متغیر بود. در مجموع با مقایسه روشهای استفاده شده، روش KNN، بیشترین و روش BN کمترین دقت را برای پیشبینی مقدار عملکرد گندم در استان البرز داشتند. نتایج این مطالعه میتواند در تأمین و مدیریت امنیت غذایی در مناطق تحت مطالعه بسیار مفید واقع شود.https://ijswr.ut.ac.ir/article_91483_da1dddd415a9e3af15845c142a9ad42e.pdfدانشگاه تهرانتحقیقات آب و خاک ایران2008-479X531020221222Evaluation of ceres-maize model for simulation of maize under different scenarios of irrigation and nitrogen fertilizer managementارزیابی مدل CERES-Maize برای شبیهسازی گیاه ذرت تحت سناریوهای مختلف مدیریت آبیاری و کود نیتروژن229523109148410.22059/ijswr.2022.344865.669300FAکریمنیسیدانشجوی کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، گروه علوم و مهندسی آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران.اصلاناگدرنژاداستادیار، گروه علوم و مهندسی آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران.0000-0000-0000-0000فریبرزعباسی*استاد پژوهش، مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران0000-0002-0662-7723Journal Article20220622Crop modeling is a cheap, fast and powerful method to achieve the results of the effect of various factors on crop growth. Hence, crop models such as CERES-Maize have been developed to simulate plant performance. Given that the amounts of irrigation water and nitrogen fertilizer are two very important factors to improve corn yield; it is important to know the accuracy and error of the CERES-Maize model to simulate the yield of this crop under the mentioned treatments. Therefore, the present study was conducted at a 500-hectare farm of the Seed and Plant Breeding Research Institute located at 50.58° East longitude and 35.56° latitude on two corn cultivars (double cross 370 and single cross 260). For double cross 370, two factors including the amount of irrigation water at four levels (W1: 120, W2: 100, WI3: 80 and W4: 60 percent of water requirement) and nitrogen fertilizer at four levels (N1: 100, N2: 80, N3: 60 and N4: zero percent of nitrogen requirement) were considered. For single cross 260, four fertilizer levels (N1: 100, N2: 80 and N3: 60 and N4: 50 percent of nitrogen requirement) were studied. The results for both cultivars showed that the CERES-Maize model underestimated crop yield (0 ≥ MBE). The amount of error for simulating yield of double cross cultivar 370 and single cross cultivar 260 was 1.24 and 0.44 tons per hectare, respectively. The accuracy of CERES-Maize model for simulating these two cultivars was in the category of good (NRMSE = 0.13) and excellent (NRMSE = 0.06), respectively. The error of CERES-Maize model for double cross cultivar 370 and for irrigation treatments was in the range of 0.89-1.65 t/ha and for fertilizer treatments was in the range of 0.43-9.9 t/ha. No difference was observed between the model errors in two fertilizer applications. Therefore, the model was not sensitive to fertilizer apportionment, while changes in irrigation water and fertilizer amount had a great effect on its accuracy. Based on all the results, the CERES-Maize model is recommended for simulation of both corn cultivars, although its accuracy was higher for the single cross 260 cultivar.مدلسازی گیاهی روشی ارزان، سریع و توانمند برای دستیابی به نتایج اثر عوامل مختلف بر رشد گیاهان زراعی است. از این رو، مدلهای گیاهی مانند مدل CERES-Maize برای شبیهسازی عملکرد گیاهان بسط داده شده است. با توجه به اینکه مقدار آب آبیاری و کود نیتروژن دو عامل بسیار مهم برای بهبود عملکرد ذرت هستند؛ اطلاع از دقت و خطای مدل CERES-Maize برای شبیهسازی عملکرد این گیاه زراعی تحت تیمارهای اشاره شده اهمیت دارد. از این رو، تحقیق حاضر در مزرعه 500 هکتاری موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر در طول جغرافیایی 58/50 درجه شرقی و عرض جغرافیایی 56/35 انجام شد. در این پژوهش دو رقم ذرت دبل کراس 370 و سینگل کراس 260 مورد مطالعه قرار گرفتند. در رقم دبل کراس 370، دو عامل مقدار آب آبیاری در چهار سطح (W1: 120، W2: 100، WI3: 80 و W4: 60 درصد نیاز آبی) و کود نیتروژن در چهار مقدار (N1: 100، N2: 80، N3:60 و N4: صفر درصد نیاز نیتروژن خالص) و در رقم سینگل کراس 260 عامل سطوح کودی در چهار سطح (N1: 100، N2: 80، N3:60 و N4: 50 درصد نیاز نیتروژن خالص) تحت مطالعه قرار گرفتند. نتایج برای هر دو رقم نشان داد که مدل CERES-Maize دچار خطای کمبرآوردی (0 ≥ MBE) شد. خطای این مدل برای شبیهسازی عملکرد رقم دبل کراس 370 برابر با 24/1 تن در هکتار و برای رقم سینگل کراس 260 برابر با 44/0 تن در هکتار بود. دقت مدل CERES-Maize برای شبیهسازی این دو رقم به ترتیب در دستهی خوب (13/0 = NRMSE) و عالی (06/0 = NRMSE) قرار داشت. خطای مدل CERES-Maize برای تیمارهای آبی در رقم دبل کراس 370 بین 65/1-89/0 تن در هکتار و برای تیمارهای کودی در این رقم بین 9/1-43/0 تن در هکتار بود. در حالی که تفاوتی بین خطای مدل در دو حالت تقسیط کود مشاهده نشد. بنابراین، مدل نسبت به تقسیط کود حساسیتی نداشت در حالی که تغییرات آب آبیاری و مقدار کود بر دقت آن اثر زیادی داشت. براساس کلیه نتایج، مدل CERES-Maize برای شبیهسازی هر دو رقم ذرت پیشنهاد میشود گرچه دقت آن در رقم سینگل کراس 260 بیشتر بود.https://ijswr.ut.ac.ir/article_91484_c5577816b4cbdf20f74c3beec07fca9d.pdfدانشگاه تهرانتحقیقات آب و خاک ایران2008-479X531020221222Experimental study of flood detention basins capacity in unsteady flow conditionsمطالعه آزمایشگاهی ظرفیت آبگیری مخازن نگهداشت سیل در جریان غیرماندگار231123319148510.22059/ijswr.2022.345528.669314FAعبدالرضاظهیریدانشیار گروه مهندسی آب دانشکده
آب و خاک دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگانمرجانپارس مهرگروه مهندسی آب دانشکده آب و خاک دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگانمحمدبی جن خانگروه علوم و مهندسی آب، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران، کد پستی: 16818-34149،امیر احمددهقانیگروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی آب و خاک ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان0000-0002-5237-8975Journal Article20220707Due to increasing negative environmental impacts of storage dams, detention basins have been considered as an alternative solution instead of construction of concrete dams for reduction of flood damage in recent decades. Literature reviews on detention basins show that there are limited numerical and experimental studies in this regard. In this research the effect of bed roughness height of main channel on the inflow discharge has been investigated by considering the effective factors on the efficiency of basins in laboratory of Gorgan University in 2018. Also, the general ability of using steady flow equations for unsteady flow was investigated by calibrating some of the discharge coefficient equations. For simulation, a metal tank was connected to a channel through a broad side weir. Three bed roughness heights of the flume in the range of 0.06 to 15 mm as well as three lengths of side weirs in the range of 30 to 90 cm were utilized. The experiments were carried out under unsteady flow condition by three inflow hydrographs with peak discharges of 17, 25 and 33 l/s and a base time of 504s. The flow depth was measured instantaneously by transmitter and the average inflowing discharge into the detention pond was calculated. According to the results, use of lateral flow discharge coefficient relationships of the steady flow cannot be generalized for unsteady flow. So, based on dimensional analysis of the Π-Buckingham theory, some relationships have been proposed for calculation of the average inflow rate into the detention pond and also for filling time of the pond. The maximum errors for calculation of the average inflow rate as well as the filling time of the basin were less than 15 percent. Also, increasing the streambed roughness can increase the average inflow rate to the detention basin by 25 percent. <br />به دلیل اثرات منفی محیط زیستی سدهای مخزنی، مخازن نگهداشت سیل یا مخازن تأخیری سیلاب به عنوان یک راهکار جایگزین برای مدیریت و کاهش خسارات سیل در چند دهه اخیر مورد توجه قرار گرفتهاند. بررسی پیشینه تحقیق نشان میدهد که مطالعات عددی و آزمایشگاهی محدودی در این زمینه انجام شده است، لذا در این تحقیق با بررسی آزمایشگاهی عوامل موثر بر نحوه عملکرد مخازن نگهداشت در آزمایشگاه هیدرولیک آب و رسوب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان در سال 2018، اثر میزان زبری بستر آبراهه اصلی بر میزان دبی ورودی به مخزن نگهداشت در کنترل دبی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین با واسنجی برخی معادلات ضریب دبی سرریز جانبی، قابل تعمیم بودن استفاده از روابط جریان ماندگار برای جریان غیرماندگار بررسی شد. برای مدلسازی، یک مخزن فلزی از طریق سرریز جانبی لبه پهن به بدنه کانال متصل شد. سه ارتفاع زبری بستر فلوم در محدوه 06/0 تا 15 میلیمتر و همچنین سه طول سرریز جانبی در محدوده 30 تا 90 سانتی متر مورد استفاده قرار گرفت. آزمایشها تحت شرایط جریان غیرماندگار و با سه هیدروگراف ورودی با دبیهای اوج 17، 25 و 33 لیتر بر ثانیه و زمان پایه 504 ثانیه انجام شد. با استفاده از حسگرهای دیجیتالی، عمق جریان در هر لحظه در کانال و مخزن ثبت و دبی متوسط جریان ورودی به مخزن محاسبه گردید. بر اساس نتایج، استفاده از روابط ضریب دبی سرریز جانبی جریان ماندگار برای جریان غیرماندگار قابل تعمیم نیست لذا بر مبنای تئوری بدون بعدسازی پیباکینگهام، روابطی برای محاسبه دبی متوسط جریان ورودی به مخزن نگهداشت و مدت زمان پرشدن آن ارائه گردید که بیشینه خطای محاسباتی برای دبی متوسط جریان ورودی به مخزن و زمان پر شدن مخزن کمتر از 15 درصد بوده است. همچنین تغییرات زبری بستر آبراهه میتواند تا 25 درصد باعث افزایش دبی متوسط ورودی به مخزن جانبی شود.https://ijswr.ut.ac.ir/article_91485_54c0cca0f3c14a62cdfa4c95cdffc87c.pdfدانشگاه تهرانتحقیقات آب و خاک ایران2008-479X531020221222Comparison of the effect of sugarcane bagasse and rice straw residues on some quality characteristics of a sodic vertisolsمقایسه تأثیر بقایای باگاس نیشکر و کلش برنج بر برخی خصوصیات کیفی خاک ورتیسول سدیمی233323479150310.22059/ijswr.2022.346462.669330FAفیروزهنورمندی پوردانشجوی دکتری گروه علوم خاک دانشکده کشاورزی دانشگاه زنجانمحمد امیردلاوردانشیار گروه علوم خاک دانشکده کشاورزی دانشگاه زنجان0000-0002-2128-4933راتانللمرکز ترسیب و مدیریت کربن، دانشگاه دولتی اوهایو ایالات متحده آمریکااستفانجوزفدانشکده علوم و مهندسی مواد، دانشگاه نیوسالت ولز،سیدنی، استرالیاکریستینسایورتدانشکده مدیریت زمین، دانشگاه علمی کاربردی درسدن ، آلمانJournal Article20220729The present study investigated and compared the effects of two types of crop residues, sugarcane bagasse (BG) and rice straw (RH), on some soil chemical properties and enzymatic activities related to the carbon and phosphorus cycle in sodic vertisols (control, C). The pot experiment was conducted in four replications using the factorial structure in complete randomized design in the greenhouse of Zanjan University in 2016. The factors of this experiment included two type of organic amendment (BG and RH), three application rates (L<sub>1</sub>=1.25%, L<sub>2</sub>=2.5% and L<sub>3</sub>=5% by weight) and four incubation times (two (M<sub>2</sub>), four (M<sub>4</sub>), eight (M<sub>8</sub>) and twelve (M<sub>12</sub>) months). Some of the most important chemical and biological properties were measured after the treatments. The results showed that values of soil organic carbon (SOC), carbon to nitrogen ratio (C:N), and available phosphorus (AP) were significantly (p< 0.001) affected by the type of organic amendments, their application rate, and incubation time. The highest and lowest SOC values were measured in the BGL<sub>3</sub>M<sub>2</sub> and RHL<sub>1</sub>M<sub>12</sub> treatments, respectively. Changes in SOC and total nitrogen (TN) were increasing by increasing the amount of organic amendments and decreasing by increasing incubation time. Total nitrogen in the RHL<sub>3</sub>M<sub>12</sub> treatment increased 51.6% compared to the RHL<sub>1</sub>M<sub>12</sub> treatment and decreased 8.5% (p<0.01) compared to the RHL<sub>3</sub>M<sub>2</sub> treatment. AP in BGL<sub>3</sub>M<sub>12</sub> treatment had a significant increase of 21.5% compared to BGL<sub>2</sub>M<sub>12</sub> treatment. The highest alkaline and acid phosphatase activity was related to RHL<sub>3</sub>M<sub>12</sub> (18.6 µg PNP g<sup>-1</sup>h<sup>-1</sup>) and BGL<sub>3</sub>M<sub>12</sub> (7.1 µg PNP g<sup>-1</sup>h<sup>-1</sup>) treatments, respectively. RHL<sub>3</sub>M<sub>12</sub> and BGL<sub>1</sub>M<sub>2</sub> treatments showed the highest and lowest beta-glucosidase activity, respectively, and showed a significant difference of 87.5% and 70.3% with the control treatment. The highest and lowest levels of microbial biomass carbon (MBC) were related to RHL<sub>3</sub>M<sub>2</sub> (71.5 mg kg<sup>-1</sup>) and BGL<sub>1</sub>M<sub>12</sub> (28 mg kg<sup>-1</sup>) treatments, respectively.پژوهش حاضر به بررسی و مقایسه تأثیر دو نوع بقایای گیاهی باگاس نیشکر (BG) و کلش برنج (RH) بر برخی ویژگیهای شیمیایی و فعالیتهای آنزیمی مرتبط با چرخه کربن و فسفر در یک خاک ورتیسول (شاهد، C) پرداخته است. آزمایش در چهار تکرار در قالب طرح فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی بهصورت گلدانی در سال 1396 در گلخانه دانشگاه زنجان انجام شد. عوامل این آزمایش شامل نوع اصلاحکننده (BG و RH)، مقدار کاربرد (سه سطح با مقادیر وزنی %25/1=L<sub>1</sub>، %5/2L<sub>2</sub>= و %5=L<sub>3</sub>) و زمان (چهار سطح دو (M<sub>2</sub>)، چهار (M<sub>4</sub>)، هشت (M<sub>8</sub>) و دوازده (M<sub>12</sub>) ماه) بودند. برخی ویژگیهای شیمیایی و زیستشناختی پس از اعمال تیمارها اندازهگیری شد. نتایج نشان داد، مقادیر کربن آلی خاک، نسبت کربن به نیتروژن و فسفر قابلدسترس بهصورت معنیدار (001/0>p) تحت تأثیر نوع اصلاحکننده، میزان کاربرد آن و مدتزمان خوابانیدن قرار گرفت. بیشترین و کمترین مقدار کربن آلی خاک در تیمارهای BGL<sub>3</sub>M<sub>2</sub> و RHL<sub>1</sub>M<sub>12</sub> اندازهگیری شد. تغییرات کربن آلی و نیتروژن کل با افزایش مقدار اصلاحکنندهها افزایشی و با گذشت زمان خوابانیدن کاهشی بود. نیتروژن کل در تیمار RHL<sub>3</sub>M<sub>12</sub> نسبت به تیمارهای RHL<sub>1</sub>M<sub>12</sub> و RHL<sub>3</sub>M<sub>2</sub> بهترتیب دارای 6/51 درصد افزایش و 5/8 درصد کاهش بودند (01/0>p). فسفر قابلدسترس در تیمار BGL<sub>3</sub>M<sub>12</sub> نسبت به تیمار BGL<sub>2</sub>M<sub>12</sub> دارای افزایش معنیدار 5/21 درصدی بود. بیشترین مقدار فعالیت آنزیم فسفاتاز قلیایی و اسیدی به ترتیب مربوط به تیمارهای RHL<sub>3</sub>M<sub>12</sub>(µg PNP g<sup>-1</sup>h<sup>-1</sup> 6/18) و BGL<sub>3</sub>M<sub>12</sub> (µg PNP g<sup>-1</sup>h<sup>-1</sup> 1/7) بود. تیمارهای RHL<sub>3</sub>M<sub>12</sub> و BGL<sub>1</sub>M<sub>2</sub>، به ترتیب بیشترین و کمترین فعالیت آنزیم بتاگلوکوزیداز را داشتند و نسبت به تیمار شاهد تفاوت معنی دار 5/87 و 3/70 درصدی نشان دادند. بیشترین و کمترین میزان کربن زیستتوده میکروبی به ترتیب مربوط به تیمارهای RHL<sub>3</sub>M<sub>2</sub> (mg kg<sup>-1</sup> 5/71) و BGL<sub>1</sub>M<sub>12</sub> (mg kg<sup>-1</sup> 28) بود.https://ijswr.ut.ac.ir/article_91503_684882f0c57f2e0c2980139a71ba8bf6.pdfدانشگاه تهرانتحقیقات آب و خاک ایران2008-479X531020221222Modeling the impact of climate change on soil organic carbon pools in the semi-arid climate of Mashhad using the RothC modelاثر تغییرات اقلیمی بر مقادیر ذخایر کربن آلی خاک اقلیم نیمهخشک مشهد با استفاده از مدل RothC234923639150410.22059/ijswr.2022.346264.669327FAصباباقریفامدانشجوی دوره دکتری، گروه علوم و مهندسی خاک، دنشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران.0000000253206876محمد امیردلاوردانشیار گروه علوم و مهندسی خاک ،دانشکده کشاورزی ،دانشگاه زنجان، زنجان، ایران.0000-0002-2128-4933پیمانکشاورزدانشیار بخش تحقیقات خاک و آب خراسان رضوی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی(AREEO)، مشهد، ایرانپرویزکرمیاستادیار گروه مهندسی مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایرانJournal Article20220725Soil organic carbon is a key element in determining soil quality, health, and fertility. Due to the complexity of the structure and relationships of soil organic carbon pools, the use of models is beneficial in identifying the reaction of these pools to the change in ecosystem conditions. So, by using the RothC model, the effect of global warming and climate change on the amount of soil organic carbon pool of the agricultural ecosystem of southeastern of Mashhad was investigated. Therefore, the model was calibrated and validated using data measured in 2020 and available long-term data. Comparing the measured values of soil organic carbon and the simulated values by the model, the coefficient of determination (R2) was 0.89. Root means square error (RMSE): 3.45, mean difference (MD): 1.84, mean absolute error (MAE): 2.79, and model efficiency (EF) was 0.73, demonstrating the validity and suitability of the model. The modeling of the future climate changes of Mashhad showed a decrease in rainfall and an increase in temperature and evaporation, leading the amount of total soil organic carbon (TOC) would decrease by 1.13% compared to the current conditions. Considering the decomposition rate constant of the model's four active carbon pools, humus exhibited the slowest decomposition rate of 0.96%. At the same time, decomposable plant materials (DPM), resistant plant materials (RPM), and microbial biomass (BIO) were decreased by 1.18%, 2.21%, and 2.10%, respectively, compared to the current climate condition. Moreover, over time, the decomposition rate decreased due to the decay of active organic matter pools that are easily decomposed.کربن آلی خاک یک جز کلیدی در تعیین کیفیت، سلامت و حاصلخیزی خاک است که با توجه به پیچیدگی ساختار و روابط ذخایر کربن آلی، بهرهگیری از مدلها در شناسایی واکنش این ذخایر نسبت به تغییر شرایط بوم نظام بسیار کارگشا است. ازاینرو با استفاده از مدل RothC، اثر گرمایش جهانی و تغییرات اقلیمی، بر مقادیر ذخایر کربن آلی خاک بوم نظام زراعی جنوب شرقی مشهد بررسی شد. برای این منظور ابتدا مدل با استفاده از دادههای مطالعات پیشین و مقادیر اندازهگیری شده در سال 2020، مورد واسنجی و اعتبارسنجی قرار گرفت. با مقایسه بین مقادیر کل کربن آلی خاک اندازهگیری شده در مناطق مطالعاتی و مقادیر شبیهسازیشده بهوسیله مدل، ضریب تبیین معادل 89/0، ریشه میانگین مربعات خطا 45/3، تفاوت میانگین 84/1، میانگین مطلق خطا 79/2 و کارایی مدل 73/0 به دست آمد. این نتایج بیانگر اعتبار و قابلیت بهکارگیری مدل است. مدلسازی تغییرات اقلیمی آینده مشهد نشان داد که با کاهش بارندگی و افزایش دما و تبخیر، میزان ذخیره کل کربن آلی خاک نسبت به شرایط عدم وقوع تغییرات اقلیمی 13/1 درصد کاهش دارد. با توجه به ثابت سرعت تجزیه ذخایر چهارگانه کربن فعال مدل، هوموس با کندترین سرعت تجزیه، به میزان 96/0 درصد و بخشهای مواد گیاهی تجزیهپذیر، مواد گیاهی مقاوم و زیستتوده میکروبی بهترتیب 18/1، 21/2 و 10/2 درصد نسبت به شرایط اقلیمی کنونی کاهش داشتند. نتایج نشان داد که با گذشت زمان به دلیل تجزیه شدن بخشهای فعال ماده آلی که به سهولت تجزیه میشوند، سرعت تجزیه کاهش مییابد.https://ijswr.ut.ac.ir/article_91504_3d7663b4c95e7b26c7e24b512d8408c8.pdfدانشگاه تهرانتحقیقات آب و خاک ایران2008-479X531020221222Prediction of spatial and temporal variability of soil moisture in marghab watershed using swatبرآورد تغییرات مکانی و زمانی رطوبت خاک در حوضه آبخیز مرغاب با استفاده از SWAT236523829150510.22059/ijswr.2022.348271.669353FAپدیدهجوادیگروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.حسیناسدیگروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تهران، کرج، ایران0000-0003-2333-4938علی اصغربسالت پورپژوهشگر ارشد، موسسه مدیریت منابع inter 3، برلین آلمانمجیدوظیفه دوستگروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه گیلانJournal Article20220906The integrated maps of soil moisture having high spatial resolution and appropriate quality are of great importance in land management. Due to the lack of monitoring stations in watersheds, especially in mountainous areas, field monitoring of soil moisture is a time-consuming, costly and error-prone process. SWAT model was used to obtain a suitable method for spatial and temporal simulation of soil moisture in the Marghab watershed of Khuzestan province with an area of 690 km2. The daily meteorological data of Barangard and Izeh synoptic stations, soil and land use maps, and digital elevation model were used as inputs to the model. The SUFI-2 program was used for calibration, sensitivity and uncertainty analysis, and validation of the model using the runoff data of Jologir-Marghab hydrometric station. The model was run from 2003 to 2019 for calibration and from 1995 to 2002 for validation, with a three-year warm-up from 1992-1994. Nash-Sutcliffe efficiency (NSE) and determination coefficient (R2) were used to determine the goodness of fit of the model, and P-Factor and R-Factor indices were used to determine the degree of uncertainty. Based on the simulated and observed monthly runoff hydrographs as well as the statistical criteria, the SWAT performance in simulating monthly runoff was acceptable both in the calibration and validation periods. The NSE, R2, P-Factor, and R-Factor were 0.76, 0.73, 0.68, and 0.62, respectively in the calibration period, and 0.73-0.71-0.60 and 0.65, respectively in the validation period. After model calibration and validation, soil moisture maps were obtained for the 1995-2019 period. The results indicated that SWAT model is a promising tool for simulating soil moisture in the catchment area with appropriate spatial (sub-basin scale and hydrological response units) and temporal (monthly and annual scale) distributions.تهیه نقشه یکپارچه رطوبت خاک با وضوح مکانی بالا و کیفیت مناسب اهمیت زیادی در مدیریت اراضی دارد. با توجه به کمبود ایستگاههای پایش در حوزههای آبخیز بهویژه در مناطق کوهستانی، مطالعات میدانی پایش رطوبت خاک فرآیندی زمانبر، پرهزینه و با خطا است. جهت دستیابی به روشی مناسب برای شبیهسازی مکانی و زمانی رطوبت خاک در حوضه آبریز مرغاب استان خوزستان با مساحت 690 کیلومترمربع، از مدل SWAT استفاده شد. از دادههای هواشناسی روزانه ایستگاه بارانسنجی بارانگرد و سینوپتیک ایذه و نقشههای خاک، کاربری اراضی و رقومی ارتفاع بهعنوان ورودی مدل استفاده شد. جهت تحلیل حساسیت، واسنجی، عدم قطعیت و اعتبارسنجی مدل از برنامهSUFI-2 و آمار رواناب ایستگاه هیدرومتری جلوگیر- مرغاب استفاده گردید. سالهای 2019 -2003 میلادی برای واسنجی و سالهای 2002-1995 میلادی برای اعتبارسنجی مدل با سه سال دستگرمی 1994-1992 به کار گرفته شد. برای تعیین نکویی برازش مدل در شبیهسازی رواناب از ضرایب نشساتکلیف (NSE) و ضریب تبیین (R2)، برای تعیین درجه عدم قطعیت از شاخصهای P-Factor وR-Factor استفاده شد. با توجه به هیدروگرافهای شبیهسازیشده و مشاهدهای رواناب ماهانه و معیارهای آماری، مدل SWAT در هر دو دوره واسنجی و اعتبارسنجی دارای نتایج خوب در شبیهسازی رواناب بود. مقادیر ضرایب NSE, R2،P-Factor وR-Factor در دوره واسنجی به ترتیب 76/0، 73/0، 68/0 و62/0و در دوره اعتبار سنجی به ترتیب 73/0، 71/0، 60/0 و 65/0 بود. پس از واسنجی و اعتبار سنجی مدل، نقشههای رطوبت خاک در سری زمانی 2019-1995 استخراج گردید. نتایج نشان داد، مدلسازی SWAT ابزاری امیدوارکنندهای جهت شبیهسازی رطوبت خاک در حوضه آبریز با توزیع مکانی )مقیاس زیر حوضه و واحدهای پاسخ هیدرولوژی) و نیز زمانی )مقیاس ماهیانه و سالیانه) مناسب است.https://ijswr.ut.ac.ir/article_91505_bdce46a8540e5c2fbddba9e43be74b57.pdfدانشگاه تهرانتحقیقات آب و خاک ایران2008-479X531020221222Comparison of remote sensing indices and meteorological and agricultural drought index to determine drought status in regions with different climatic conditionsتعیین وضعیت خشکسالی با استفاده از شاخصهای سنجش از دور و خشکسالی هواشناسی و کشاورزی در مناطق با اقلیم مختلف238323988952710.22059/ijswr.2022.348275.669352FAسمیرارهنماگروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایرانعلیشهیدیگروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران0000-0003-0716-2144مصطفییعقوب زادهگروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایرانعلی اکبرمهرانگروه مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه ایالتی سن خوزه، سن خوزه، کالیفرنیا، آمریکاJournal Article20220905Effective and timely drought monitoring can contribute to the development of drought systems and the optimal management of water resources using these systems in turn can minimize the costs of drought. The purpose of this study is to investigate the drought using Landsat satellite data and meteorological and agricultural drought indices in three regions with different climatic conditions (Birjand, Shiraz and Rasht). For this purpose, drought indices based on satellite data including Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), Soil Adjustment Vegetation Index (SAVI) and Simple Ratio (SR) were extracted from Landsat images for the period 2002, 2014 to 2020. Then the results of these indices were compared with the values of standard precipitation index (SPI) and Reconnaissance Drought Index (RDI). The study of indicators shows that the amount of indicators is high in all studied years in Rasht region. In Shiraz region, a significant decrease in the average value of indicators occurred in August and September from 2015 to 2020. Also, this decrease was seen in the average value of indicators in Birjand region from September 2002 to 2020. On the other hand, among the studied months, September 2015 in Rasht and Shiraz regions and 2014 (September) Birjand had the most drought in terms of remote sensing indicators. The results showed that in all three regions, remote sensing indices including NDVI and SAVI have a high correlation with SPI and RDI indices. The RDI index is superior to the SPI index for drought monitoring and prediction. As a result, the RDI index takes into account evapotranspiration in addition to rainfall and is more sensitive especially in dry areas such as Shiraz and Birjand where evapotranspiration is higher than rainfall.پایش مؤثر و بهموقع خشکسالی میتواند به توسعه سامانههای خشکسالی و مدیریت بهینه منابع آبی کمک کند و این سامانهها نیز به نوبه خود میتوانند هزینههای ناشی از خشکسالی را به کمینه برسانند. هدف از این پژوهش، بررسی خشکسالی با استفاده از دادههای ماهوارهای سنجنده لندست و شاخصهای خشکسالی هواشناسی و کشاورزی در سه منطقه با شرایط اقلیمی متفاوت (بیرجند، شیراز و رشت) میباشد. بدین منظور شاخصهای خشکسالی بر مبنای دادههای ماهوارهای شامل شاخص تفاوت پوشش گیاهی نرمال شده (NDVI)، شاخص پوشش گیاهی تعدیلکننده اثرات خاک (SAVI) و شاخص پوشش گیاهی نسبت ساده (SR) از روی تصاویر لندست برای دوره زمانی 2002، 2014 تا 2020 استخراج شد. سپس نتایج این شاخصها با مقادیر شاخص بارش استاندارد (SPI) و شاخص شناسایی خشکسالی (RDI) مقایسه گردید. بررسی شاخصها حاکی از بالا بودن مقدار شاخصها در تمامی سالهای مورد بررسی در منطقه رشت میباشد. در منطقه شیراز کاهش قابل توجهی در مقدار میانگین شاخصها در ماههای August و September سالهای 2015 تا 2020 اتفاق افتاد. همچنین این کاهش در مقدار میانگین شاخصها در منطقه بیرجند از September سال 2002 تا 2020 دیده شد. از طرفی از میان ماههای مورد بررسی، ماه September سال 2015 در مناطق رشت و شیراز و سال 2014 (September) بیرجند بیشترین خشکسالی را از نظر شاخصهای سنجش از دور داشتهاند. نتایج نشان داد که در هر سه منطقه شاخصهای سنجش از دور از جمله NDVI و SAVI همبستگی بالایی با شاخصهای SPI و RDI دارند. با این تفاوت که شاخص RDI برای پایش و پیشبینی خشکسالی، بر شاخص SPI برتری دارد. در نتیجه، شاخص RDI علاوه بر مقدار بارندگی، تبخیرتعرق را نیز لحاظ میکند و از حساسیت بیشتری خصوصاً در مناطق خشک نظیر شیراز و بیرجند که مقدار تبخیرتعرق بیشتر از مقدار بارندگی میباشد، برخوردار است.https://ijswr.ut.ac.ir/article_89527_08bbc8f705c089111bda96846270e945.pdfدانشگاه تهرانتحقیقات آب و خاک ایران2008-479X531020221222Effect of Type, Particle Size and Application Rate of Biochar on Some Physical Properties in a Silty Clay Loam Soilاثر نوع، اندازه ذرات و سطوح کاربرد بیوچار بر برخی ویژگیهای فیزیکی در یک خاک لوم رسی سیلتی239924128988810.22059/ijswr.2022.345908.669320FAعباسیکزبانبخش علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایرانسید علی اکبرموسویبخش علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران0000-0003-0305-2829عبدالمجیدثامنیبخش علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران0000-0002-9955-8375مهروزرضاییبخش علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایرانJournal Article20220717Biochar application has been proposed as a suitable amendment for soil properties to sustainable agriculture. However, its effect depends on biochar application and soil properties. The purpose of this study was to investigate the sole and combined effects of different sources, rates and particle size of biochar on soil bulk density, aggregate stability, penetration resistance and shear strength in a silty clay loam soil. Palm leaf and lemon peel biochar prepared at a pyrolysis temperature of 500∘C with three particle sizes 2–4, 0.8-2 and smaller than 0.8 mm, mixed in the soil at application rates of 0, 0.5, 1, 2 and 4 % (by weight). After 15 months (2019 to 2020) incubation at standard condition in research glasshouse of faculty of agriculture Shiraz University, soil properties analyzed by standard methods. In general, the applied biochar decreased soil bulk density, penetration resistance, and shear strength and increased aggregate stability significantly, as compared to the control. Palm leaf biochar played better roles in improving soil properties as compared to lemon peel biochar. On average, by increasing biochar rates to 4%, the soil bulk density, penetration resistance and shear strength decreased by 14.5, 85 and 59.8% respectively and the aggregate stability increased by 50.5%. The greatest effect of biochar was obtained at particle size smaller than 0.8 mm for aggregate stability and penetration resistance. Bulk density and tension strength of the soil did not considerably change using different particle size of biochar. Base on the results, improvement in soil physical properties can be accomplished by application of appropriate particle size and rate of different sources of biochar.کاربرد بیوچار به عنوان یک روش اصلاح ویژگیهای خاک در راستای کشاورزی پایدار پیشنهاد شده است. البته میزان این تاثیر به ویژگیهای خاک و بیوچار کاربردی بستگی دارد. هدف از این مطالعه بررسی اثرات منفرد و متقابل منابع، مقادیر و اندازه ذرات بیوچار بر جرم ویژه ظاهری خاک، پایداری خاکدانهها، مقاومت نفوذی و مقاومت برشی در یک خاک لوم رسی سیلتی بود. بدین منظور بیوچار تهیه شده از گرماکافت برگ نخل و تفاله لیموترش در دمای 500 درجه سلسیوس در سه کلاس اندازه ذرات 4-2 ، 2-8/0 و کوچکتر از 8/0 میلیمتر با نسبتهای 0، 5/0، 1، 2 و 4 درصد وزنی با خاک مخلوط شدند. پس از 15 ماه انکوباسیون (1399-1398) در شرایط استاندارد در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز، ویژگیهای مذکور با روشهای استاندارد اندازهگیری شدند. بهطور کلی بیوچار سبب کاهش معنیدار (01/0>P) جرم ویژه ظاهری خاک، مقاومت نفوذی و مقاومت برشی و افزایش معنیدار پایداری خاکدانهها در مقایسه با شاهد شد. بیوچار برگ نخل در مقایسه با بیوچار تفاله لیمو از نظر بهبود ویژگیهای خاک، عملکرد بهتری داشت. بهطور میانگین با افزایش سطوح بیوچار به 4 درصد، جرم ویژه ظاهری 5/14 درصد، مقاومت نفوذی 85 درصد و مقاومت برشی 8/59 درصد کاهش و پایداری خاکدانهها 5/50 درصد افزایش یافت. بیشترین تاثیر بیوچار بر پایداری خاکدانهها و مقاومت فروروی با ذرات بیوچار کوچک-تر از 8/0 میلیمتر بدست آمد. با تغییر اندازه ذرات بیوچار، تغییرات قابل توجهی در جرم ویژه ظاهری و مقاومت برشی ایجاد نشد. براساس نتایج بهدست آمده، میتوان با انتخاب اندازه ذرات و سطوح کاربرد مناسب از هر نوع منبع بیوچار، بهترین عملکرد در بهبود ویژگیهای فیزیکی خاک را بدست آورد.https://ijswr.ut.ac.ir/article_89888_5aa982bc258e16b4917be04a3d543f5c.pdfدانشگاه تهرانتحقیقات آب و خاک ایران2008-479X531020221222Feasibility study on identifying wells with high sand production potential using the land subsidence maps (Case study: Alborz province)امکانسنجی شناسایی چاههای با پتانسیل ماسهدهی زیاد با استفاده از نقشههای فرونشست (مطالعه موردی: استان البرز)241324279152910.22059/ijswr.2022.348859.669365FAسارافکوریگروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایرانمحمدبی جن خانگروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایرانJournal Article20220918Sand production is a process affecting the well performance significantly. It would make severe challenges to water depletion and pump operation. Due to high drilling costs, identifying the sand production phenomenon prior to locating a new well is highly important. Land subsidence would occur in areas with fine-grain aquifers as a consequence of high water depletion. Furthermore, the sand production phenomenon is also related to the fine-grain aquifer. First, the land subsidence was estimated in Alborz province using Sentinel-1 satellite images from 2017 to 2021. Then, the relationship between sand production and the land subsidence phenomenon was investigated using the existing field evidence in southern parts of Savojbolaq. Also, the information on some wells with sand production phenomenon was compared with land subsidence maps. Finally, the Jaccard coefficient was employed to identify the similarity between land subsidence and sand production maps. The results indicated that the maps were identical at the level of the Jaccard coefficient of 65%. In other words, the wells in the high-risk land subsidence area could suffer from the sand production phenomenon with a probability of 65%.ماسهدهی از جمله فرآیندهایی است که میتواند عملکرد چاه را تحت تأثیر قرار دهد و استحصال آب را با چالشهایی جدی از جمله آسیبدیدگی پمپ مواجه کند. به دلیل هزینههای بسیار زیاد حفر چاه، تشخیص پدیده ماسهدهی قبل از حفاری چاه جدید از اهمیت زیادی برخوردار است. در مناطقی که محیط آبخوان ریزدانه است، بدلیل برداشت آب و پایین افتادن سطح ایستابی، پدیده فرونشست رخ میدهد. از طرف دیگر، احتمال بروز پدیده ماسهدهی نیز در محدودهای از آبخوان با محیط ریزدانه بیشتر است. در این تحقیق ابتدا به برآورد فرونشست در محدوده استان البرز با استفاده از تصاویر ماهوارهای Sentinel-1 در سالهای 2017 تا 2021 پرداخته شد. سپس با استفاده از بررسیهای میدانی در بخشهای جنوبی شهرستان ساوجبلاغ، شواهدی مبنی بر وجود ارتباط بین پدیدههای ماسهدهی و فرونشست ارائه شد. همچنین، اطلاعات تعدادی از چاهها که همراه با ماسهدهی بودند جمعآوری و با نقشههای فرونشست تطبیق داده شد. در نهایت به منظور کمیسازی اطلاعات، ضریب Jaccard برای تعیین میزان تشابه بین نقشه فرونشست و ماسهدهی استفاده شد. نتایج نشان داد که نقشههای ماسهدهی و فرونشست زمین در محدوده ضریب Jaccard معادل 65%، متشابه هستند. به بیان دیگر با احتمال 65%، در شعاع 500 متری از چاههایی که در محدوده فرونشست جدی قرار داشته باشند، پدیده ماسه-دهی نیز وجود خواهد داشت.https://ijswr.ut.ac.ir/article_91529_7a1b1867d156a20cc167f6cbc82ba70b.pdfدانشگاه تهرانتحقیقات آب و خاک ایران2008-479X531020221222Estimating effective rainfall using remote sensing and SEBAL energy balance algorithm and comparing it with experimental methods (case study: dry wheat cultivation plain of Khomein city).برآورد بارش موثر با بکارگیری سنجش از دور و الگوریتم توازن انرژی سبال و مقایسه آن با روشهای تجربی (مطالعه موردی: دشت کشت گندم دیم شهرستان خمین)242924449153010.22059/ijswr.2022.349839.669377FAسهیلامحتشمیگروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده کشاورزی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.0000-0002-4413-716Xزهراآقاشریعتمداریگروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده کشاورزی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.0000-0002-9555-086XJournal Article20221017Considering the importance of water in the agricultural sector, it is necessary to know the usable or effective amount. Therefore, in this research, using remote sensing and implementing the Surface Energy Balance Algorithm (SEBAL) on 28 images from Landsat 8 for the crop years 2014 to 2022 in During the growth period of dry wheat in fields of Khomein city, the rate of evapotranspiration and effective rainfall were estimated. The accuracy of SEBAL has been evaluated with Penman-Monteith and pan evaporation methods, and then the results obtained with experimental methods of effective rainfall estimation have been compared and their relative error (RE) has been estimated. The results showed that the USDA method with a RE of 12.2% had the lowest error and the FAO with a RE of 60% had the highest error compared to the SEBAL.مدیریت مؤثر و کارآمد منابع آب در مناطق کم برخوردار آبی، نیازمند شناخت دقیق جریانهای هیدرولوژیکی است. آگاهی از میزان دقیق کل باران به عنوان یکی از اجزای جریانهای هیدرولوژیکی و همچنین میزان قابل استفاده یا موثر آن به منظور برنامه ریزیهای دقیقتر در بخش کشاورزی ضروری است. در راستای این دیدگاه، در این پژوهش، باران مؤثر در اراضی تحت کشت گندم دیم شهرستان خمین با بکارگیری سنجش از دور و اجرای الگوریتم سبال برآورد شده است.<br />دادههای هواشناسی مورد نیاز از سه ایستگاه از نزدیکترین ایستگاههای سینوپتیک به منطقه مورد مطالعه شامل ایستگاههای سینوپتیک خمین، محلات و گلپایگان دریافت شده و به روش IDW برای منطقه مورد نظر درونیابی شدند. به منظور برآورد بارش موثر، تبخیر تعرق محصول گندم دیم با اجرای الگوریتم سبال بر روی 28 تصویر موجود از لندست 8 در طول دوره رشد گندم دیم برای سالهای زراعی 1394-1393 تا 1401-1400 در منطقه مطالعاتی مورد نظر محاسبه میشود. دقت سبال با روشهای پنمن مانتیث و تشت تبخیر ارزیابی شده و سپس نتایج بهدست آمده با روشهای تجربی برآورد باران موثر (USDA، FAO، درصدی و تجربی) مقایسه و خطای نسبی آنها برآورد شدهاست.<br />نتایج مقایسات نشان داد که روش USDA با میانگین خطای نسبی 2/12% کمترین خطا و روش FAO با میانگین خطای نسبی 60 % بیشترین خطا را نسبت به روش سبال داشتند. یافتههای پژوهش نشان داد که روشهای تجربی برآورد بارش موثر جهان شمول نمیباشند. بنابراین، بایستی این روشها با در نظر گرفتن عواملی محیطی تاثیرگذار بر مقدار بارش موثر و نوع محصولات کالیبره شوند.https://ijswr.ut.ac.ir/article_91530_42e54dfe99529c816dd430ffc5e754e5.pdfدانشگاه تهرانتحقیقات آب و خاک ایران2008-479X531020221222Zonation of cavitation hazard in the chute spillway of Surk dam with Nearest Neighbor Classification Algorithmپهنهبندی خطر کاویتاسیون در تنداب سرریز سد سورک با الگوریتم طبقهبندی نزدیکترین همسایه244524629153110.22059/ijswr.2022.344417.669312FAامیرحسیناسدیاندانشآموخته کارشناسی ارشد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه خوازمی، تهران، ایرانسید شهابامامزادهاستادیار، گروه عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایرانJournal Article20220705Cavitation is one of the failure factors of spillways, which requires risk zoning to control this phenomenon. In this research, to obtain a method for zoning the risk of cavitation, the spillway information of Surk dam in Chaharmahal Bakhtiari province was used. In the modeling process, first, the geometric model of the overflow was constructed and after meshing and applying boundary conditions, flow analysis was done. The cavitation index was calculated in 18 sections according to the values of flow velocity and height, chute slope, and other necessary parameters. The results of Flow-3D software for qualitative assessment of the cavitation risk situation in Surk dam spillway are of appropriate accuracy; Thus, the RMSE error of pressure 0.26×10-2 pascal and velocity 0.23×10-2 m/s was obtained compared to the laboratory results. Also, parameters affecting the reduction of cavitation such as roughness and aeration were investigated. The results showed that there is a possibility of cavitation and damage caused at a distance of 70 to 95 meters from the crest of spillway. The results of the sensitivity analysis showed that the use of a uniform roughness of 2.5 mm and aeration during the chute increases the cavitation index. This roughness moves the cavitation areas to the downstream sections of the spillway. Also, by creating a roughness of 1.5 mm in two end sections 99.75 and 105 meters from the crest of spillway, the results of the nearest neighbor algorithm (NNA) showed a more critical state than the Flow-3D model. By applying a roughness of 2.5 mm, in the two end sections of 42 and 89.25 meters from the crest of spillway, the NNA showed a more critical state than the Flow-3D model, which means that these areas are more vulnerable to the cavitation phenomenon.کاویتاسیون یکی از عوامل خرابی تنداب سرریزها است که جهت کنترل این پدیده پهنهبندی خطر آن ضرورت دارد. در این تحقیق برای دستیابی به روشی جهت پهنهبندی خطر کاویتاسیون، از اطلاعات سرریز سد سورک در استان چهارمحال بختیاری استفاده شد. در روند مدلسازی ابتدا مدل هندسی سرریز ساخته شد و پس از شبکهبندی و اعمال شرایط مرزی، تحلیل جریان انجام شد. شاخص کاویتاسیون با توجه به مقادیر پارامترهای سرعت، ارتفاع جریان، شیب شوت و دیگر پارامترهای لازم، در 18 مقطع محاسبه گردید. نتایج حاصله از نرمافزار Flow-3D برای سنجش کیفی وضعیت خطر کاویتاسیون در تنداب سرریز سد سورک از دقت مناسبی برخوردار است؛ بهطوریکه خطای RMSE فشار 2-10×26/0 پاسکال و سرعت2-10× 23/0 متربرثانیه نسبت به نتایج آزمایشگاهی بدست آمد. همچنین پارامترهای تاثیرگذار بر کاهش کاویتاسیون از قبیل زبری و هوادهی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان میداد در فاصله 70 تا 95 متری از تاج سرریز احتمال وقوع کاویتاسیون و خسارات ناشی از آن وجود دارد. نتایج تحلیل حساسیت نشان داد که استفاده از زبری یکنواخت 5/2 میلیمتری و هوادهی در طول شوت موجب افزایش شاخص کاویتاسیون میشود. در این زبری مناطق مستعد وقوع کاویتاسیون به مقاطع پایین دست شوت جابجا میشوند. در زبری یکنواخت 5/1 میلیمتر در طول کل سرریز، نتایج الگوریتم نزدیکترین همسایگی در دو مقطع پایانی 75/99 و 105 متری و در زبری یکنواخت 5/2 میلیمتر در طول کل سرریز در دو مقطع 42 و 25/89 متری از تاج سرریز نسبت مدل Flow-3D بحرانیتر است که به معنی آسیبپذیری بیشتر این نواحی در مقابل پدیده کاویتاسیون است.https://ijswr.ut.ac.ir/article_91531_fcb016da1af30230f493a071490af5a6.pdf