موسسه انتشارات دانشگاه تهران تحقیقات آب و خاک ایران 2008-479X 55 4 2024 06 21 Runoff simulation with HEC-HMS model and sensitivity analysis of flood hydrograph trending parameters using differential evolution algorithm (case study: Merck River catchment) شبیه‌سازی رواناب با مدل HEC-HMS و آنالیز حساسیت پارامترهای روندیابی هیدروگراف سیل با استفاده از الگوریتم تکامل تفاضلی (مطالعه موردی : حوضه آبریز رودخانه مرک) 519 536 97866 10.22059/ijswr.2024.371600.669656 FA کامران عزیزی گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران 0009-0002-9962-4341 مریم حافظ پرست مودت گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران 0000-0002-9910-4533 Journal Article 2024 01 24 Simulation of runoff and hydrograph production is widely used in analyzing the behavior of basin against precipitation, calculating the volume and peak of floods, the amount of losses and the possibility of designing the dimensions of structures. HEC-HMS is one of the most common simulator models In this study, with the aim of analyzing the sensitivity of flood hydrograph routing parameters in the Merk River basin, first, the physiographic characteristics of the basin were constructed with the HEC-GeoHMS plugin in the Arc GIS environment and the DEM map of the area and they were called in the HEC-HMS model. then by entering the three flood event data and its corresponding precipitation, computational hydrograph is created.  For calibration, at first by trial and error, the model was placed in a suitable range which can be optimized using differential evolution algorithm. In optimizing the target function to make the average at least of the sum of squares of error, the K and X Muskingum parameters, which are particularly sensitive to hydrograph production, placed the model optimization and its performance in the excellent category so that for the event of November 2015 floods and a stop of 50 iteration (NSE=0.871, PBias=25.52, RMSE=0.4, NRMSE=2.63), for the event of March 2016 floods (NSE=0.731, PBias=28.82, RMSE=0.5, NRMSE=1.01) and in February 2020 (NSE=0.834, PBias=7.96, RMSE=0.4, NRMSE=0.95) which indicate an excellent performance of the model after optimization of the Muskingum coefficients by differential evolution algorithm (DE). شبیه‌سازی بارش رواناب و تولید هیدروگراف، کاربرد فراوانی در تحلیل رفتار حوضه در مقابل بارش، محاسبه حجم و پیک سیلاب، میزان تلفات و امکان طراحی ابعاد سازه‌ها دارد. یکی از رایج‌ترین مدل‌های شبیه‌ساز HEC-HMS می‌باشد. در این پژوهش با هدف آنالیز حساسیت پارامترهای روندیابی هیدروگراف سیل در حوضه آبریز رودخانه مرک، ابتدا با افزونه HEC-GeoHMS در محیط Arc GIS و نقشه DEM منطقه، خصوصیات فیزیوگرافی حوضه ساخته و در مدل HEC-HMS فراخوانی گردید. سپس با وارد نمودن داده‌های سه رخداد سیلاب و بارش متناظر آن، هیدروگراف محاسباتی ایجاد و جهت واسنجی ابتدا به‌روش سعی وخطا مدل در محدوده‌ای مطلوب قرار گرفت که بتوان با استفاده از الگوریتم تکامل تفاضلی بهینه‌سازی را انجام داد. در بهینه‌سازی با تابع هدف به‌حداقل رساندن میانگین مجموع مربعات خطا، پارامترهای K و X ماسکینگام که حساسیت ویژه‌ای در تولید هیدروگراف دارند بهینه و کارایی مدل را در رده عالی قرار داد بطوریکه برای رخداد سیلاب تاریخ آبان 1394 معادل نوامبر2015 و با شرط توقف 50 تکرار (NSE=0.871, PBIAS=25.52, RMSE=0.4,   NRMSE=2.63)، در رخداد سیلاب فروردین 1395 معادل مارس2016 ( NSE=0.731, PBIAS=28.82, RMSE=0.5, NRMSE=1.01) و در رخداد اسفند 1398 معادل فوریه2020 (NSE=0.834, PBIAS=7.96, RMSE=0.4, NRMSE=0.95) قرار گرفت که نشان از کارایی عالی مدل بعد از بهینه‌سازی ضرایب ماسکینگام با الگوریتم تکامل تفاضلی(DE) دارد. https://ijswr.ut.ac.ir/article_97866_54bbc32dde48d6cae73213c6a21a0995.pdf

موسسه انتشارات دانشگاه تهران تحقیقات آب و خاک ایران 2008-479X 55 4 2024 06 21 Evaluating the efficiency of SVM, LS-SVM and SVM-GOA models in simulating the Flood peak discharge at the Poldokhtar station ارزیابی کارایی مدل‌هایSVM ، LS-SVM و SVM-GOA در شبیه‌سازی دبی اوج سیل ایستگاه پل دختر 537 552 97867 10.22059/ijswr.2024.366951.669591 FA فاطمه توکلی گروه علوم مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران 0009-0006-6985-2596 حامد نوذری گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران 0000-0002-9890-212X صفر معروفی گروه علوم مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران 0000-0002-4649-8516 Journal Article 2023 10 20 In order to control and minimize the damaging impacts of floods, flood modeling or simulation is a fundamental solution. Identifying effective models for this purpose is crucial in watershed management. This study evaluates the accuracy of support vector machine models combined with the support vector machine (SVM), Grasshopper algorithm (SVM-GOA) and least square support vector machine (LS-SVM) in simulating the flood peak discharge of Poldokhtar station in the Karkheh basin. For this study, 74 flood events from 2009 to 2016 at the Poldokhtar station and data from 13 daily rainfall stations in the upstream area for the same period were utilized. Subsequently, 52 events were allocated for training, and 22 for validation. The comparison of results was conducted using three statistical indicators: Correlation coefficient (R2), Root mean square error (RMSE), Nash efficiency (Ns), and Standard error (SE). Additionally, uncertainty analysis was performed using two indexes: ARIL and POC. The results indicate the relative superiority of the LS-SVM model with SE=0.407, RMSE=110.16, NS= 0.91 and R2=0.92 compared to the SVM model with SE=0.5, RMSE=137.70, NS= 0.87 and R2=0.88 and SVM-GOA model with SE=0.519, RMSE=144.53, NS= 0.83  and R2=0.9. The study's overall conclusion is that the LS-SVM model is more accurate, faster, and easier to implement compared to the SVM and SVM-GOA models. As a result, it can be confidently preferred over the SVM and SVM-GOA models due to its significant advantages. The research emphasizes the critical importance of precise flood modeling and simulation in watershed management for mitigating the destructive impact of floods. مدل‌سازی یا شبیه‌سازی سیل یکی از راهکارهای اساسی برای مدیریت و کاهش اثرات مخرب این پدیده بوده و شناسایی مدل‌هایی کارآمد بدین منظور، یکی از مهم‌ترین ارکان در مدیریت حوضه‌های آبریز است. در این پژوهش دقت مدل‌های ماشین بردار کلاسیک(SVM) ، ماشین بردار پشتیبان تلفیق شده با الگوریتم ملخ  (GOA-SVM)و حداقل مربعات ماشین‌بردار پشتیبان (LS-SVM) در شبیه‌سازی دبی اوج سیل ایستگاه پل‌دختر در حوضه کرخه، مورد ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور از آمار 74 واقعه سیل در محدوه سال‌های 1388 تا 1395 در ایستگاه پل دختر و بارش روزانه 13 ایستگاه باران‌سنجی در حوضه آبریز بالادست این ایستگاه استفاده شده است. از این تعداد، 52 واقعه برای آموزش و 22 واقعه نیز برای صحت‌سنجی مدل‌ها انتخاب شد. مقایسه نتایج به کمک چهار شاخص آماری ضریب تبیین(R^2)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، خطای استاندارد (SE)، ضریب نش (NS) و همچنین تحلیل عدم قطعیت به کمک دو شاخص متوسط طول بازه نسبی  (ARIL)و درصد پوشش (POC) صورت گرفت. نتایج حاکی از برتری نسبی مدل LS-SVM با 407/0SE=، 16/110RMSE=، 91/0NS= و 92/0R2= نسبت به مدل SVM با  5/0 SE=، 70/137RMSE=، 87/0NS= و 88/0R2= و مدل SVM-GOA با 519/0 SE=، 53/144RMSE=، 83/0NS= و 9/0R2= است. متوسط مدت زمان اجرای مدلLS-SVM   در حد چند ثانیه و این زمان در مدل SVM-GOA در حد چند ساعت است. از سوی دیگر تنظیم پارامترهای مدل SVM کلاسیک بصورت دستی نیز مستلزم صرف زمان زیادی است. لذا مدلLS-SVM  به دلیل دارا بودن پارامترهای قابل تنظیم کمتر نسبت به مدل‌های SVM وSVM-GOA ، از لحاظ اجرایی ازسهولت بیشتری برخوردار است. لذا می‌توان با قطعیت و اختلافی چشمگیر مدلLS-SVM  را نسبت به دو مدل دیگر در ارجحیت قرار داد. https://ijswr.ut.ac.ir/article_97867_2dd0edc4e542bef3b881c1f7fc4f5aee.pdf

موسسه انتشارات دانشگاه تهران تحقیقات آب و خاک ایران 2008-479X 55 4 2024 06 21 The impact of altitude on climatic parameters and the characteristics of forest soils تاثیر ارتفاع از سطح دریا بر پارامترهای آب و هوایی و ویژگی‌های خاک‌های جنگلی 553 568 97868 10.22059/ijswr.2024.370307.669632 FA مهران میثاقی گروه مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران 0009-0003-5143-6031 احمد گلچین گروه مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران 0000-0002-7193-6821 Journal Article 2023 12 30 In this study, the effect of altitude on climate and soil properties of forest soils in the Talesh region of Gilan province, Iran was investigated. Soil samples were collected from four altitudinal classes (500-1000, 1000-1500, 1500-2000, and 2000-2500 m) and soil properties and nutrient contents were measured. Climate data were also collected from the TerraClimate database. The results showed that with increasing altitude, precipitation increased and temperature decreased. The rate of increase in precipitation was 536.50 mm and the rate of decrease in temperature was 7.40 °C per 1000 m increase in altitude. Evapotranspiration also decreased with decreasing temperature at higher altitudes. Soils at higher altitudes had higher organic matter, total nitrogen, soil aggregate stability, and water holding capacity. However, available nutrients (K, S, P) were lower due to greater leaching and slower decomposition of organic matter at higher altitudes. The decrease in these nutrients was 15.18, 7.89, and 42.14%, respectively. Soil pH, bulk density, and salinity also decreased with increasing altitude. The findings of this study showed that although soils at higher altitudes have higher organic carbon content and water holding capacity, which can improve soil quality and forest ecosystem performance, they have lower available nutrients due to greater leaching. This can lead to nutrient depletion and acidification of these soils. Therefore, proper management of these soils, such as fertilization and liming, is essential to maintain ecosystem health. در این مطالعه تأثیر ارتفاع بر اقلیم و ویژگی‌های خاک‌های جنگلی منطقه تالش استان گیلان مورد بررسی قرار گرفت. نمونه‌های خاک از چهار طبقه ارتفاعی (۵۰۰-۱۰۰۰، ۱۰۰۰-۱۵۰۰، ۱۵۰۰-۲۰۰۰ و ۲۰۰۰-۲۵۰۰ متر) جمع‌آوری و ویژگی‌های خاک و میزان عناصر غذایی در آن‌ها اندازه‌گیری گردید. داده‌های اقلیمی نیز از پایگاه داده TerraClimate جمع‌آوری شد. نتایج نشان داد که با افزایش ارتفاع، میزان بارندگی افزایش و دما کاهش یافت. میزان افزایش بارندگی ۵0/536 میلی‌متر و میزان کاهش دما 40/7 سانتی‌گراد به ازاء هر ۱۰۰۰ متر افزایش ارتفاع بود. تبخیر و تعرق نیز با کاهش دما در ارتفاعات بالاتر، کاهش یافت. خاک ارتفاعات بالاتر دارای ماده آلی، نیتروژن کل، پایداری خاکدانه و ظرفیت نگهداری آب بیشتری بود. با این حال، مواد غذایی قابل دسترس (K ,S ,P) به دلیل شست‌شوی بیش‌تر و تجزیه کندتر ماده آلی در ارتفاعات بالاتر، کم‌تر بود. میزان کاهش این عناصر غذایی بترتیب برابر با ۱8/15، 89/7 و 14/42 درصد بود. pH، دانسیته توده و شوری خاک نیز با افزایش ارتفاع کاهش یافت. یافته‌های این پژوهش نشان داد که گرچه خاک‌های ارتفاعات بالاتر از محتوای کربن آلی و قدرت نگهداری آب بیشتری برخوردارند که می‌توانند به بهبود کیفیت خاک و عملکرد اکوسیستم‌های جنگلی کمک کنند، با این حال این خاک‌ها دارای مواد غذایی قابل دسترس کم‌تری هستند که ناشی از شست‌شوی بیش‌تر در آن‌ها می‌باشد. این امر می‌تواند منجر به تخلیه مواد غذایی و اسیدی شدن این خاک‌ها شود. بنابراین، مدیریت مناسب این خاک‌ها مثل کوددهی و آهک‌دهی برای حفظ سلامت اکوسیستم ضروری است. https://ijswr.ut.ac.ir/article_97868_0f26a9dcc1fe6f5b6ff15f13a8a87426.pdf

موسسه انتشارات دانشگاه تهران تحقیقات آب و خاک ایران 2008-479X 55 4 2024 06 21 Prediction of fluctuations in the equivalent thickness of groundwater using satellite information and artificial intelligence hybrid models پیش بینی نوسانات ضخامت معادل آب زیرزمینی با استفاده از اطلاعات ماهواره؜ای و ترکیب الگوریتم‌ بهینه‌سازی و هوش مصنوعی 569 586 97869 10.22059/ijswr.2024.367628.669601 FA مهتاب بادکوبه هزاوه گروه مهندسی عمران، واحد اراک، دانشگاه آزاد اسلامی ، اراک ، ایران 0009-0009-9864-6005 محسن نجارچی گروه مهندسی عمران، واحد اراک، دانشگاه آزاد اسلامی ، اراک ، ایران 0000-0001-7128-9970 محمد رضا جلالی گروه مهندسی عمران، واحد اراک، دانشگاه آزاد اسلامی ، اراک ، ایران 0000-0003-0826-8303 حسین مظاهری گروه مهندسی شیمی، واحد اراک، دانشگاه آزاد اسلامی ، اراک ، ایران 0000-0003-4461-5018 سعید شعبانلو گروه مهندسی آب، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه،ایران 0000-0001-9107-9233 Journal Article 2023 11 03  <br />The aim of this research is to predict fluctuations in the equivalent thickness of groundwater using GRACE satellite data and modeling it using artificial intelligence hybrid models. The study area of this research is the basin area of Lake Urmia located in the northwest of Iran. For this purpose, 180 GRACE satellite data between April 2002 and March 2017 were used. The output of GRACE satellites includes 6 pixels located on the selected watershed, of which 2 points that overlapped the most with the watershed area were selected for modeling with artificial intelligence tools. The GA-ANN, ICA-ANN and PSO-ANN hybrid models were used for this purpose. The results showed that the output of the ICA-ANN model had the best fit with the observation data with a correlation coefficient equal to 0.915 and 0.942 in the two selected pixels 2 and 5 in the test phase, and the results of this model had the best and closest distribution of points. Considering the importance of knowing the changes in the equivalent thickness of groundwater as one of the most important parameters of the water budget, the artificial intelligence models used in this research can be recommended, especially for areas without basic statistics or in situations where it is not possible to use mathematical models. Without the need for complex relationships and equations to investigate the effect of surface and groundwater interaction and only based on satellite data, the equivalent thickness of groundwater can be predicted in the studied plain in dry and wet periods with great accuracy. طی سالیان اخیر استفاده از اطلاعات ماهواره؜ای مختلف توانسته است به‌عنوان یک راهکار قابل اطمینان مورد توجه قرار گیرد. هدف از این تحقیق پیش‌بینی نوسانات ضخامت معادل آب زیرزمینی با استفاده از اطلاعات ماهواره GRACE و مدل‌سازی آن با استفاده از ترکیب الگوریتم بهینه؜سازی و هوش مصنوعی است. منطقه مطالعاتی این تحقیق، حوضه آبریز دریاچه ارومیه واقع در شمال‌غربی ایران می‌باشد. بدین منظور از 180 داده ماهواره‌های GRACE طی سال‌های آوریل 2002 تا مارس  2017 استفاده شد. خروجی ماهواره‌ها شامل 6 پیکسل قرار گرفته بر روی حوضه انتخابی می‌باشد که 2 نقطه از آن که بیشترین همپوشانی را با محدوده حوضه داشتند برای مدلسازی با ابزار هوش مصنوعی انتخاب شدند. برای این کار از مدل؜های ترکیبی GA-ANN، ICA-ANN و PSO-ANN استفاده شد. نتایج نشان داد خروجی مدل ICA-ANN دارای بهترین برازش با داده‌های مشاهداتی با ضریب همبستگی برابر با 915/0 و 942/0 در دو پیکسل انتخابی 2 و 5 در مرحله آزمون بود. لذا برای پیش؜بینی نوسانات ضخامت معادل آب زیرزمینی در منطقه مطالعاتی بجای استفاده از مدل‌های پیچیده با حجم داده؜های بسیار زیاد می؜توان با اطمینان از مدل ICA-ANN استفاده کرد. این رویکرد کمک زیادی به محققین بخش آب زیرزمینی می؜کند تا بدون استفاده از مدل‌های عددی با ساختار پیچیده و وقت؜گیر با استفاده از اطلاعات ماهواره؜ای و ابزار هوش مصنوعی با دقت بالا تغییرات ضخامت معادل آب زیرزمینی در هر ماه را بر اساس داده‌های ضخامت معادل آب زیرزمینی در ماهواره GRACE مربوط به ماه‌های قبل پیش؜بینی نمایند. https://ijswr.ut.ac.ir/article_97869_b7b34c1bfcc124c7188e5829be6a966e.pdf

موسسه انتشارات دانشگاه تهران تحقیقات آب و خاک ایران 2008-479X 55 4 2024 06 21 The potential of powdered rock phosphate of some Iranian mines for removal of phosphate ions from aqueous solutions توانایی پودر سنگ فسفات برخی معادن ایران برای حذف فسفات از محلول‌های آبی 587 600 97870 10.22059/ijswr.2024.372581.669667 FA سمانه جعفری گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج، یاسوج ایران 0000-0001-8209-6007 ابراهیم ادهمی گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج، یاسوج ایران 0000-0002-3715-4420 حمیدرضا اولیایی گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج، یاسوج ایران 0000-0001-5928-2557 محمد صدقی اصل گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج، یاسوج ایران 0000-0002-9159-251X Journal Article 2024 02 13 Powdered rock phosphate may have the potential of soluble phosphate sorption because its particles are small.  Phosphorus (P) sorption-desorption behavior and sorption kinetics were studied on four different fine powdered phosphate rocks (PPR), from Esfordi, Chadormalu and Yasuj mines. Sorption isotherms were evaluated by equilibrating 1 g PPR with 20 ml CaCl2- 0.01 M containing 10, 50, 100, 200, 400, 600, 800 and 1000 mg P L-1, as KH2PO4 in duplicates. Consequently, P release was studied by equilibrating the samples with 20 ml 0.01 M CaCl2. FTIR analysis was conducted on the blank samples, and those equilibrated with 1000 mg P L-1. Kinetics of phosphate sorption on PPRs was evaluated with two initial P concentrations (50 and 100 mg P L-1) and contact times of 1, 2, 4, 8, 16, 24, and 48 h with 0.01 M CaCl2 as the background solution in duplicate. Results showed that the least P sorption was around 150, and the maximum P sorption was 12000 mg kg-1 PPRs. The highest P release was around 15% of sorbed P, and releasable P was reduced to 2-3% of sorbrd P with the increase of P sorption. P sorption data showed a good fit with Freundlich and Langmuir equations. The kinetic of P sorption showed a fast reaction that rapidly diminished soluble P. Results of the present study suggest that PPRs could reduce soluble P, which is better to be considered at different usage of PPR such as incorporation with organic wastes and its biosolubilization. پودر سنگ فسفات ممکن است توانایی جذب فسفر محلول را داشته باشد زیرا ذرات آن ریز هستند. رفتار جذب - واجذب و سینتیک جذب فسفر (P) روی چهار نمونه پودر سنگ فسفات، از اسفوردی، چادرملو و یاسوج، بررسی شد. هم‌دمای جذب با در تماس قرار دادن یک گرم پودر سنگ فسفات با 20 میلی‌لیتر کلرید کلسیم 01/0 مولار حاوی غلظت‌های 10، 50، 100، 200، 400، 600، 800، و 1000 میلی‌گرم فسفر در لیتر از منبع پتاسیم هیدروژن فسفات در دو تکرار ارزیابی شد. آزادسازی فسفر از نمونه‌های تیمار شده با غلظت‌های مختلف فسفر با 20 میلی‌لیتر محلول 01/0 مولار کلرید کلسیم انجام شد. سینتیک جذب فسفر بر نمونه‌ها با دو غلظت اولیه 50 و 100 میلی‌گرم در لیتر و زمان 1، 2، 4، 8، 16، 24، و 48 ساعت در دو تکرار بررسی شد. نتایج نشان داد که کمترین مقدار جذب فسفر بر نمونه‌های مورد مطالعه در حدود 150 و بیشترین مقدار آن 12000 میلی‌گرم بر کیلوگرم بود. بیشترین درصد واجذب فسفر در حدود 15 درصد از فسفر جذب شده بود و با افزایش مقدار جذب فسفر درصد فسفر واجذب شده به حدود 2 تا 3 درصد کاهش یافت. داده‌های جذب فسفر بر نمونه‌ها به‌خوبی با معادلات فروندلیچ و لانگمویر قابل برازش بودند. سینتیک جذب فسفر یک واکنش سریع اولیه را نشان داد، که به سرعت فسفر محلول را کاهش داد. نتایج مطالعه حاضر نشان می‌دهد که پودر سنگ فسفات می‌تواند فسفر محلول را کاهش دهد که بهتر است در مصارف مختلف این ماده از جمله هنگام افزودن آن به بقایای آلی و نیز در مطالعه انحلال زیستی پودر سنگ فسفات به آن توجه شود. https://ijswr.ut.ac.ir/article_97870_0a43303a310bb9dfd08c3ffa75640d67.pdf

موسسه انتشارات دانشگاه تهران تحقیقات آب و خاک ایران 2008-479X 55 4 2024 06 21 Estimation of air concentration in chute spillway using metamodel methods تخمین غلظت هوا در سرریز شوت با استفاده از روش‌های فرامدل 601 613 97871 10.22059/ijswr.2024.370643.669640 FA کیومرث روشنگر استاد گروه مهندسی عمران آب دانشگاه تبریز 0000-0002-2620-5106 رضا سعادت‌جو گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران 0009-0002-1870-2281 حمیدرضا عباس زاده گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران 0000-0001-7714-6081 آیدین پناهی گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران 0009-0009-4341-4039 Journal Article 2024 01 06 One of the ways to prevent creating negative pressure and cavitation in spillways is to introduce air into the flow over the spillways. Understanding the distribution of air concentration variations along the spillway is of significant importance for estimating the aeration level. This study explores the application of GPR and SVM molels in predicting air concentration. To achieve this, a dataset of 2268 laboratory experiments obtained from hydraulic models of chute spillways was utilized in the modeling process. Various input models were defined based on different combinations of measured parameters. The results demonstrate the high capability of both methods in estimating the required air concentration over the spillway. In predicting air concentration in the chute spillway under artificial aeration conditions, flow discharge (QW), longitudinal distance ratio from the end of the deflector to the channel width (L/W), and depth ratio (perpendicular to the spillway) to channel width (Y/W) significantly influenced the outcomes. Statistical indices, including R, DC, and RMSE for this case were 0.9214, 0.8451, and 1.008, respectively, in the GPR, and 0.9333, 0.8662, and 0.937 in the SVM. For scenarios without artificial aeration, the model with input parameters QW, L/W, Y/W, and ΔP (pressure difference between atmospheric pressure and the pressure under the jet) achieved the best performance in the GPR method with values of R=0.9222, DC=0.8644, and RMSE=0.914. In the SVM, the same model with values of 0.87, 0.7543, and 0.123 for R, DC, and RMSE, respectively, was selected as the superior model. یکی از راه‌های جلوگیری از ایجاد فشار منفی و کاویتاسیون در سرریزها، هوادهی به جریان عبوری از سرریزها می‌باشد. شناخت نحوه توزیع تغییرات غلظت هوا در طول سرریز جهت تخمین میزان هوادهی از اهمیت زیادی برخوردار است. در پژوهش حاضر کاربرد روش‌های فرامدل رگرسیونی فرآیند گاوسی (GPR) و ماشین بردار پشتیبان (SVM) در پیش‌بینی غلظت هوا مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور مجموعه داده‌های آزمایشگاهی (2268) به‌دست آمده از مدل‌های هیدرولیکی سرریز شوت در فرآیند مدل‌سازی به کار گرفته شد. مدل‌های ورودی متنوعی بر اساس ترکیب مختلفی از پارامترهای اندازه‌گیری شده تعریف گردید. نتایج به‌دست آمده نشان دهنده توانایی بالای هر دو روش در برآورد غلظت هوای مورد نیاز بر روی سرریز است. در برآورد میزان غلظت هوا در سرریز شوت برای حالتی که هوادهی مصنوعی توسط هواده انجام می‌گیرد پارامترهای دبی جریان (QW)، نسبت فاصله طولی از انتهای دفلکتور به عرض کانال (L/W) و نسبت عمق (عمود بر سرریز) بر عرض کانال (Y/W) تأثیر زیادی داشتند. نتایج شاخص‌های آماری ضریب همبستگی (R)، ضریب تبیین (DC) و خطای جذر میانگین مربعات برای این حالت در روش GPR به‌ترتیب 9214/0، 8451/0 و 1008/0 و مقادیر 9333/0، 8662/0 و 0937/0 در روش SVM است. برای حالتی که هوادهی مصنوعی توسط هواده انجام نمی‌گیرد، مدل با پارامترهای ورودی Qw، L/W، Y/W و ΔP (اختلاف فشار ما بین فشار اتمسفر و فشار زیر جت) با دارا بودن مقادیر 9222/0=R، 8644/0=DC و 0914/0=RMSE در روش GPR و به‌ترتیب با مقادیر 87/0، 7543/0 و 123/0 به‌عنوان برترین مدل انتخاب گردیدند. https://ijswr.ut.ac.ir/article_97871_db3d58277a04dc4df177b14ca732fbd3.pdf

موسسه انتشارات دانشگاه تهران تحقیقات آب و خاک ایران 2008-479X 55 4 2024 06 21 Evaluation of AquaCrop and SWAP models in simulating the growth and biomass of different maize cultivars under the conditions of using saline water with drip irrigation system ارزیابی مدل‌های AquaCrop و SWAP در شبیه‌سازی رشد و زیست‌توده ارقام مختلف ذرت تحت شرایط استفاده از آب شور با سیستم آبیاری قطره‌ای 615 636 97872 10.22059/ijswr.2024.372500.669664 FA حسین گلشنی گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تهران، کرج، ایران 0009-0009-0387-2932 مرتضی خوش سیمای چنار گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تهران، کرج، ایران 0000-0001-9031-7914 Journal Article 2024 02 11 Using simulation models is a key strategy in agricultural water management and an effective way to predict the impact of irrigation management and water quality on crop yield. This study aimed to evaluate the performance of the SWAP and AquaCrop models in simulating the growth and biomass production of three maize varieties under the conditions of using saline water for irrigation with a drip irrigation system at the research farm of Tehran University of Agriculture and Natural Resources Campus. In order to calibrate and validate the models, field data obtained from a factorial experiment with two factors of maize variety (SC704, 400, and 260) and irrigation water salinity (0.7, 3, and 5 dS/m) were used. In the validation stage of the AquaCrop model, the R2, RMSE, and NRMSE statistics for the canopy cover (CC) showed a high level of agreement between the measured and simulated data, with values of 0.953, 5.69, and 8% respectively. For the SWAP model, the calculated statistics for the leaf area index (LAI) were 0.477, 1.610, and 54.2%, respectively. Despite the poor performance of the SWAP model in estimating LAI, both the SWAP and AquaCrop models effectively simulated the biomass of maize cultivars under different treatments. In the calibration and validation stage, RMSE and NRMSE of both models were less than 0.5 ton/ha, with 3% (calibration) and 1 ton/ha, 7% (validation), respectively. In general, both models can be used in various studies for different maize cultivars under irrigation water and soil salinity conditions. استفاده از مدل‌های شبیه‌سازی یک استراتژی در مدیریت مصرف آب کشاورزی و روشی مؤثر در پیش‌بینی تأثیر مدیریت آبیاری و کیفیت آب بر عملکرد محصول است. این مطالعه با هدف ارزیابی دو مدل SWAP و AquaCrop در شبیه‌سازی رشد و زیست‌توده سه رقم ذرت علوفه‌ای در شرایط استفاده از آب شور با سیستم آبیاری قطره‌ای در مزرعه پژوهشی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران انجام شد. به‌منظور واسنجی و صحت‌سنجی مدل‌ها از داده‌های مزرعه‌ای حاصل از یک آزمایش فاکتوریل با دو عامل رقم ذرت (سه رقم ذرت علوفه‌ای سینگل‌کراس 704، 400 و 260) و شوری آب آبیاری (سه سطح شوری آب آبیاری 7/0، 3 و 5 دسی‌زیمنس بر متر) استفاده شد. در مرحله صحت‌سنجی برای مدل AquaCrop، آماره‌های R2، RMSE و NRMSE در مقایسه داده‌های اندازه‌گیری و شبیه‌سازی شده درصد پوشش سبز (CC) به‌ترتیب برابر 953/0، 69/5 و 8 درصد و برای مدل SWAP آماره‌های مذکور برای شاخص سطح برگ (LAI) به‌ترتیب 477/0، 610/1 و 2/54 درصد محاسبه شد. برخلاف نتایج ضعیف مدل SWAP در برآورد LAI، هر دو مدل SWAP و AquaCrop زیست‌توده ارقام ذرت در تیمارهای مختلف را به‌خوبی شبیه‌سازی کردند. در مرحله واسنجی و صحت‌سنجی RMSE و NRMSE هر دو مدل به‌ترتیب کمتر از 5/0 تن در هکتار، 3 درصد (واسنجی) و یک تن بر هکتار و 7 درصد (صحت‌سنجی) به‌دست آمد. به‌طور کلی می‌توان از هر دو مدل در مطالعات مختلف برای ارقام متفاوت ذرت علوفه‌ای تحت شرایط شوری آب آبیاری و خاک استفاده کرد. https://ijswr.ut.ac.ir/article_97872_d281adf33ecbc93e6d6364146dbfa92d.pdf

موسسه انتشارات دانشگاه تهران تحقیقات آب و خاک ایران 2008-479X 55 4 2024 06 21 Simulation of water balance components using TOPKAPI-X distributed hydrological model (Case study: Kashkan basin) شبیه‌سازی مولفه‌های بیلان آبی با استفاده از مدل هیدرولوژیکی توزیعی TOPKAPI-X (مطالعه موردی: حوزه‌ آبخیز کشکان) 637 651 97917 10.22059/ijswr.2024.368575.669616 FA محمدمهدی آرتیمانی دانشجوی دکتری مهندسی آبخیزداری گرایش آب، گروه مهندسی مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی ، دانشگاه لرستان ، خرم آباد، ایران 0000-0003-3132-9194 حسین زینی وند دانشیار گروه مهندسی مرتع و آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران 0000-0003-3132-9194 ناصر طهماسبی پور گروه مهندسی مرتع و آبخیزداری ، دانشکده منابع طبیعی ، دانشگاه لرستان ، خرم آباد، ایران 0000-0003-1729-5135 Journal Article 2023 12 10  <br />Considering the importance of knowing and awareness of the watersheds water balance status, and analyzing the hydrological behavior of watersheds for planning and implementing water-related projects, the need to use new technologies in predicting water balance components is more evident than ever. Based on this, in the Kashkan basin by utilizing the TOPKAPI-X hydrological model, the water balance components of the basin were simulated according to the cellular network design. Digital maps of the basin, land use, outlet point, soil texture, elevation, and continuous time series of temperature, precipitation, and discharge in the daily time step are the main inputs of the model. The model in each cell network balances the water balance of the entire period. Model calibration was done for the 15 years of the statistical period (1999 to 2014) and model validation for the 6-year period (2014 to 2020). The results showed that 27.02 and 28.43 percent of the total precipitation of the Kashkan basin was discharged from the basin as total runoff (respectively for calibration and validation periods), which is consistent with the observation data at the outlet hydrometry station. Next, to evaluate the efficiency of the model, the simulated values in both statistical periods were compared to the observational discharge. Statistical methods such as the Nash-Sutcliffe evaluation criteria showed that the TOPKAPI-X model predicted the water balance components such as actual and potential evapotranspiration, infiltration, and the amount of runoff, especially the total runoff, in this basin with relatively good accuracy (coefficient above 60%). با توجه به اهمیت شناخت و آگاهی از وضعیت بیلان آبی حوزه‌های‌آبخیز و تحلیل رفتار هیدرولوژیکی حوضه‌ها، برای برنامه‌ریزی و اجرای طرح‌های مرتبط با آب، لزوم استفاده از فناوری‌های نوین در پیش‌بینی مولفه‌های بیلان آبی بیش از پیش مشهود است. بر این اساس در حوزه ‌آبخیز کشکان با بکارگیری مدل‌ هیدرولوژیکی TOPKAPI-X مولفه‌های بیلان آب حوضه بر اساس طراحی شبکه سلولی شبیه‌سازی گردید. نقشه‌های، کاربری اراضی، نقطه خروجی، بافت خاک، مدل ارتفاعی رقومی و سری‌های زمانی پیوسته دما، بارش و دبی در گام زمانی روزانه ورودی‌های اصلی مدل می‌باشند. مدل در هر شبکه سلولی با توجه به پارامترهای موثر در بیلان آبی، موازنه بیلان آبی کل دوره را برقرار می‌نماید. واسنجی مدل برای 15 سال ابتدایی دوره آماری (1999 تا 2014 میلادی) و اعتبارسنجی مدل برای دوره 6 ساله انتهایی (2014 تا 2020میلادی) لحاظ شده است. بر طبق نتایج شبیه‌سازی  02/27  و 28/43 درصد کل بارش حوضه کشکان بصورت رواناب کل از حوضه‌ خارج شده (به ترتیب در دوره واسنجی و اعتبارسنحی) که با داده مشاهداتی در ایستگاه آبسنجی خروجی حوضه‌ مطابقت دارد. در ادامه برای ارزیابی کارایی مدل، مقادیر شبیه‌سازی شده در هر دو دوره آماری با استفاده از داده‌های مشاهداتی بارش و دبی مورد مقایسه قرار گرفت. روشهای آماری همانند معیار ارزیابی ناش- ساتکلیف نشان داد مدل TOPKAPI-X با دقت نسبتا خوبی (ضریب بالای 60 درصد) مولفه‌های بیلان آبی نظیر تبخیر واقعی و پنانسیل، نفوذ و مقدار رواناب خصوصا رواناب کل را در این حوضه پیش‌بینی نمود. https://ijswr.ut.ac.ir/article_97917_9709a589c95f24ae1ccd2e33c5587aa1.pdf

موسسه انتشارات دانشگاه تهران تحقیقات آب و خاک ایران 2008-479X 55 4 2024 06 21 Effect of mycorrhizal inoculation, different amounts of zeolite and phosphorus chemical fertilizer on mung bean yield (Vigna radiate L.) اثر تلقیح میکوریزایی، مقادیر مختلف زئولیت و کود شیمیایی فسفره بر تولید ماش (Vigna radiate L.) 653 664 97918 10.22059/ijswr.2024.370528.669634 FA عبدالکریم قاسم صالح گروه بین الملل مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی واحد اصفهان (خوراسگان)، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران 0009-0001-4706-4517 محمد میرزائی حیدری دانشیارگروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، واحد اصفهان (خوراسگان)، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران. 0000-0001-8701-578X Journal Article 2024 01 02 The present study investigated the effect of the combination of zeolite, mycorrhizal inoculation, and phosphorus fertilizer on mung bean production in the year 2022-2023 in the climatic conditions of Isfahan City. The experiment was performed as a split-split plot as a basic randomized complete block design with three replications. The main factor included zeolite at three levels (zero, 3, and 6 ton/h), and the secondary factors included mycorrhizal inoculation (inoculation and non-inoculation) and phosphorus fertilizer at three levels (zero, 75 and 150 kg/h). The results showed that the main effects of mycorrhizal inoculation and phosphorus fertilizer application on all measured traits were significant. The interaction effect of zeolite and phosphorus fertilizer showed that the highest seed yield was observed in the treatment of six ton/h of zeolite and not use or using 75 kg/h of phosphorus fertilizer at the rate of 2920.6 and 2895.67 kg/h, respectively, and the lowest in the absence of zeolite. The zeolite and phosphorus fertilizer consumption was obtained at the rate of 2063.36 kg/h. The results showed that the highest biological yield was observed in the treatment of six ton/h of zeolite and mycorrhiza + 75 kg/h of phosphorus fertilizer at the rate of 8127 kg/h, and the lowest in the case of no zeolite consumption, no mycorrhiza use and no use of phosphorus fertilizer. A total of 3893 kg/h was obtained. In general, combining or using zeolite, mycorrhizal, and phosphorus fertilizers in mung bean cultivation has led to improved growth, increased production, and improved product quality. مطالعه حاضر به منظور بررسی اثر ترکیب زئولیت، میکوریزا و کود فسفره بر تولید ماش در سال زراعی 1401-1402 در شرایط آب و هوایی شهرستان اصفهان انجام شد. آزمایش بصورت اسپلیت– اسپلیت پلات در قالب طرح پایه بلوک­های کامل تصادفی  با 3 تکرار اجرا شد. عامل اصلی شامل زئولیت در سه سطح (صفر، 3 و 6 تن در هکتار) و عامل‌های فرعی شامل تلقیح میکوریزایی (تلقیح و عدم تلقیح) و فرعی-فرعی کود فسفره در سه سطح (صفر، 75 و 150 کیلوگرم در هکتار) بود.  نتایج نشان داد اثرات اصلی مایکوریزا و کود فسفره بر تمام صفات اندازه گیری شده معنی دار بود. اثر متقابل زئولیت و کود فسفره نشان داد بیشترین عملکرد دانه در تیمار مصرف 6 تن در هکتار زئولیت و عدم مصرف یا 75 کیلوگرم در هکتار کود فسفره به ترتیب به میزان 6/2920 و 67/2895 کیلوگرم در هکتار مشاهده شد و کمترین در حالت عدم مصرف زئولیت و کود فسفره به میزان 36/2063 کیلوگرم در هکتار بدست آمد. نتایج نشان داد بیشترین عملکرد بیولوژیک در تیمار مصرف شش تن در هکتار زئولیت و مصرف میکوریزا +75 کیلوگرم در هکتار کود فسفره به میزان 8127 کیلوگرم در هکتار مشاهده شد و کمترین در حالت عدم مصرف زئولیت، عدم مصرف میکوریزا و عدم استفاده از کود فسفره به میزان 3893 کیلوگرم در هکتار بدست آمد. به طور کلی، ترکیب یا استفاده از هر کدام از کودهای زئولیت، میکوریزا و کود فسفره در کشت ماش به بهبود رشد، افزایش تولید و بهبود کیفیت محصول منجر شده است. https://ijswr.ut.ac.ir/article_97918_90398bbeb94cc0d80e6d54bfa7c8b3d2.pdf

موسسه انتشارات دانشگاه تهران تحقیقات آب و خاک ایران 2008-479X 55 4 2024 06 21 Using micromorphological techniques for geometrical classification of soil aggregates affected by various treatments استفاده از شیوه‌های میکرومورفولوژیکی برای طبقه‌بندی هندسی خاکدانه‌های متأثر از تیمارهای متنوع 665 678 97919 10.22059/ijswr.2023.367248.669599 FA آیدا بخشی خرمدره گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران. 0000-0002-7216-9724 پریسا علمداری گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران. 0000-0001-6520-300X احمد حیدری گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران، کرج، ایران 0000-0001-8110-1003 محمدحسین محمدی گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی دانشگاه تهران، کرج، ایران 0000-0003-0596-7539 احسان قزلباش گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران، کرج، ایران. 0000-0002-0386-2437 Journal Article 2023 10 26 The wetting‌ drying cycles, through the creation of Swelling‌Shrinkage sequences in soil aggregates, lead to changes in the soil's microstructure. In this study, attempts were made to investigate changes in the geometric properties of loamy sand and silty clay soils by applying moisture cycles in different treatment conditions, including amendmentsand degradations. The hypothesis of this research is based on the premise that the presence of different treatment intensities of the effects of wetting‌ drying cycles affects the soil's microstructure from the perspective of soil aggregates. Using ImageJ software, image processing was performed on 2D and 3D images acquired from soil blocks. In addition to soil aggregate volume and surface area, properties such as sphericity and flatness coefficients were estimated and used for the classification of soil aggregates. For statistical analysis and chart plotting, Orange 3 and Excel 2016 software were used. The results indicated that treatments such as calcium carbonate, cations, and organic matter increased the coefficient of soil aggregates elongation, while degradation treatments led to an increase in the coefficient of soil aggregates flatness in both studied soil textures. Geometric classification of soil aggregates revealed that a small portion of loamy sand soil aggregates were categorized as elongated soil aggregates, while more than half of them fell into the category of flatted soil aggregates. In silty clay soil samples, a uniform distribution of elongated, bladed, and flatted soil aggregates was observed. However, none of the studied treatments resulted in soil aggregates falling into the category of compacted soil. Considering the direct impact of soil aggregate shape on the hydraulic conductivity of soils, the method employed in this research can effectively determine the microstructural status of soils from the perspective of soil aggregates. چرخه‌های تر و خشک شدن با ایجاد توالی‌های منقبض و منبسط شدن در خاکدانه‌ها موجب تغییراتی در میکروساختار خاک می‌شود. در این مطالعه سعی شد با اعمال چرخه‌های رطوبتی در تیمارهای مختلف اصلاحی (کربنات کلسیم، کربنات کلسیم مضاعف، اکسید آهن، تیمار ترکیبی، کاتیون، ماده آلی) و تخریبی (گلخرابی) و حذف (حذف کربنات کلسیم، حذف اکسید آهن، حذف ماده آلی) در خاک‌های شن‌لومی و رس‌سیلتی تغییرات ویژگی‌های هندسی خاکدانه‌ها مورد بررسی قرار گیرد. این پژوهش بر این فرض استوار است که اعمال تیمارهای مختلف، شدت و نوع اثرات چرخه‌های خیس و خشک شدن بر ویژگی‌های خاکدانه‌ها را تحت تاثیر قرار می‌دهد.با استفاده از نرم‌افزار ImageJ، پردازش تصاویر تهیه شده از بلوک‌های خاک به صورت دوبعدی و سه‌بعدی انجام شد و علاوه بر حجم و سطح خاکدانه‌ها، ویژگی‌هایی همچون ضرایب کشیدگی و پهن‌شدگی نیز تخمین و در طبقه‌بندی خاکدانه‌ها استفاده شد. مقایسه تیمارها از طریق تعیین Z‌Score انجام شد و به منظور تجزیه و تحلیل آماری و ترسیم نمودارها نیز، به صورت موازی از نرم‌افزارهای Orange.3 و Excel 2016 استفاده شد. نتایج نشان داد که تیمارهایی همچون کربنات کلسیم، کاتیون و ماده آلی سبب افزایش ضریب کشیدگی خاکدانه‌ها، و تیمارهای تخریبی سبب افزایش ضریب پهن‌شدگی در هر دو بافت مورد مطالعه شد. در تیمارهای حذف نیز ضرایب کشیدگی و پهن‌شدگی خاکدانه‌ها عمدتاً کم‌تر از تیمارهای اصلاحی بود. طبقه‌بندی هندسی خاکدانه‌ها نشان داد بخش کمی از آن‌ها در خاک‌های شن‌لومی در دسته خاکدانه‌های کشیده قرار گرفتند، در حالی که بیش از نیمی از خاکدانه‌ها در دسته انواع پهن‌شده قرار داشت. در خاک رس‌سیلتی توزیع یکسانی از خاکدانه‌های کشیده، تیغه‌ای و پهن‌شده مشاهده گردید، با این حال در هیچکدام از تیمارهای مورد مطالعه، خاکدانه‌ها در دسته انواع فشرده قرار نداشتند. با توجه به اثر مستقیم شکل خاکدانه‌ها در هدایت هیدرولیکی خاک‌ها، بکارگیری روش مورد استفاده در این پژوهش می‌تواند به خوبی وضعیت میکروساختار خاک‌ها از دیدگاه خاکدانه‌ها را تعیین نماید. https://ijswr.ut.ac.ir/article_97919_3c445ce8def9399b6003b76a71964edf.pdf