انجمن آبیاری و زهکشی ایراننشریه آبیاری و زهکشی ایران2008-79429420151023Optimal Shape Design of Ghanat Kaval using Finite Element Method and Particle Swarm Optimizationطراحی شکل بهینه کول قنات با استفاده از روش اجزای محدود و الگوریتم جامعه پرندگان56157055080FAاحسانفلاحیدانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی، فردوس، ایرانابوالفضلاکبرپوردانشیار گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران0000-0002-9693-1998محسنخطیبی نیااستادیار گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایرانحسینابراهیمیدانشیار گروه مهندسی آب، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد شهر قدس، تهران، ایرانJournal Article20150426Ghanats are water structures of Iranian invention. Groundwater extraction is transferred by Ghanat, with the force of gravity and from underground and away from the evaporation. Structure of Ghanats created in Iran was changed from the used state to unused state, and the resistant structures or Kaval were used in order to prevent the destruction of structure of Kariz. The aim of this study is the optimal shape design of Ghanat Kaval using finite element method and particle swarm optimization. For this purpose, first, 3D modelling of Kaval and it’s around element was implemented in ANSYS software. Then, optimal shape design of Kaval was achieved using particle swarm optimization and linking it to ANSYS software. Weight of Kaval was considered as the objective of optimization problem, and the geometry parameters of Kaval were design variables. Also, stress of the body Kaval (compressive and tension stresses) was considered as constraint. The optimum results were shown that particle swarm optimization had high performance in the optimal shape design of Kaval so that the weight of Kaval in comparison with the existent Kaval was considerably decreased. کاریزها یا قنات‌ها سازههای آبی اختراع ایرانیان هستند که توسط آنها آبهای زیرزمینی استحصال شده با نیروی ثقل و از زیرزمین و دور از تبخیر منتقل میگردد. ساختمان کاریزهای ایجاد شده در ایران از حالت دائر به بائر تغییر وضیعت داده و برای جلوگیری از تخریب ساختمان کاریز از سازههای مقاوم یا کول استفاده گردید. هدف اصلی از این مطالعه، طراحی شکل بهینه کول قنات با استفاده از روش اجزای محدود و الگوریتم جامعه پرندگان میباشد. برای این منظور، ابتدا مدلسازی سه بعدی کول و اجزای اطراف آن در نرمافزار ANSYS انجام شد و سپس شکل بهینه کول با استفاده از روش بهینهسازی الگوریتم جامعه پرندگان و الحاق آن به نرمافزار ANSYS بهدست آورده شد. وزن کول بهعنوان تابع هدف مساله بهینهسـازی و متغیرهای طراحـی شامل پارامترهای هندسی کول درنظر گرفتـه شد. همچنین تنش در بدنه کول (تنشهای فشاری و کششی بتن) بهعنوان محدودیت لحاظ گردید. نتایج بهینهسازی بیانگر کارایی بالای الگوریتم جامعه پرندگان در طراحی بهینه شکل کول بود بهطوریکه وزن بهینه کول در مقایسه با کول موجود کاهش قابل توجهای داشته است. https://idj.iaid.ir/article_55080_e6aa9795cc0d2f9a57fa7bf996baff29.pdfانجمن آبیاری و زهکشی ایراننشریه آبیاری و زهکشی ایران2008-79429420151023Energy and Water Productivity under Different Irrigation Systems, (Case Study of Corn in Jovain Agro-Industry)بهره‌وری مصرف آب و انرژی در سامانه‌های مختلف آبیاری(مطالعه موردی ذرت بذری در کشت و صنعت جوین) در استان خراسان رضوی57158255081FAحسنعلیآبادیکارشناس ارشد مهندسی آبیاری و زهکشی، گروه مهندسی آب دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایرانامینعلیزادهاستاد آبیاری و زهکشی، گروه پژوهشی زیست محیطی خاوران، مشهد، ایرانعاطفهعرفانیدانشجوی دکتری اقلیم‌شناسی، دانشگاه حکیم سبزواری، ایرانJournal Article20150408Shortage of water is developing in many parts of the world. One of the most effective strategies for production and sustainability of water resources is increasing water productivity in agricultural fields(or agriculture). Energy is an essential component of the agricultural sector, which has its costs. In order to enhance economic benefits and sustainability of water resources and energy in agriculture, we illustrate the productivity parameter. Productivity means more output per unit of input(water, energy,...). Research conducted on the productivity of water and energy (electricity) in produced the seed corn, that the strategic importance of this crop in the world, is known for its high performance. This research done in agricultural company Barekat , dependent on, agro-industry Jovin( Farm Qadery) one of multiple farms in1391-1392.Water and electrical energy efficiency of maize seed were compared in the furrow, sprinkler and type irrigation systems. Irrigation water productivity in the production of seed corn for three, furrow, sprinkler (center pivot) and type irrigation system is respectively0.42, 0.46 and 0.47. Electrical energy productivity parameter (pumps and Center Pivot) for three system is 0.682 and 0.838 and 0.448 respectively. The results obtained show that the productivity of water parameters is high, in pressurized systems, particularly the type. Contrary to the impression, electrical energy productivity in the sprinkler system upper than type and furrow irrigation system .With attention to obtained parameters, we conclude in total that sprinkler systems(Center Pivot), is the best performance in terms of water and power consumption compared with furrow irrigation system and a type.وضعیت آب در اکثر نقاط دنیا در حالت بحران است. افزایش بهره‌وری آب در کشاورزی یکی از راهکارهای مؤثر برای پایداری منابع آب میباشد. انرژی نیز یکی از مؤلفه‌های ضروری در بخش کشاورزی است که هزینه‌های مربوط به خود را داراست. جهت بالا بردن سود اقتصادی و پایداری منابع آب و انرژی در بخش کشاورزی از نمایه بهره‌وری استفاده می‌شود. بهره‌وری به معنای تولید بیشتر به ازاء نهاده‌های ورودی( آب و انرژی و غیره) است. پژوهش انجام گرفته در مورد بهره‌وری آب و انرژی مصرفی(الکتریکی)، در تولید ذرت بذری میباشد، که به دلیل بالا بودن عملکرد آن، اهمیت و جایگاه این محصول استراتژیک در جهان، شناخته شده است. این پژوهش در مزرعه قادری(یکی از مزارع شرکت کشاورزی برکت، وابسته به کشت و صنعت جوین)، در سال۱۳۹۲ انجام گرفت. بهره‌وری ذرت بذری نسبت به آب و انرژی الکتریکی مصرفی در سه سیستم آبیاری نشتی، بارانی و قطره ای، مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد که شاخص بهره‌وری آب آبیاری در تولید ذرت بذری برای سه سیستم آبیاری نشتی(فارو)، بارانی(سنترپیوت) و قطره‌ای(تیپ)، به ترتیب ۴۲/۰ ۴۶/۰ و ۴۷/۰کیلوگرم بذر ذرت بر مترمکعب آب و شاخص بهره‌وری انرژی الکتریکی مصرفی(برای پمپاژ و توزیع آب) نیز بهترتیب ۶۸۲/۰ و۸۳۸/۰ و ۴۴۸/۰ کیلوگرم بذر ذرت در یک کیلووات ساعت انرژی الکتریکی میباشد. همچنین مشخص گردید که برخلاف تصور بهره‌وری انرژی الکتریکی مصرفی در سیستم بارانی بیشتر از سیستم آبیاری نشتی و قطره ای میباشد. با توجه به پارامترهای بدست آمده، نتیجه گرفته می‌شود که درمجموع سیستم آبیاری بارانی(سنترپیوت) بهترین عملکرد از لحاظ آب و برق مصرفی در مقایسه با سیستم آبیاری فارو و قطره ای را دارا میباشد.
https://idj.iaid.ir/article_55081_858e5805fa89a8ad0658d91a0adb11e9.pdfانجمن آبیاری و زهکشی ایراننشریه آبیاری و زهکشی ایران2008-79429420151023Evaluation of DRAINMOD Model for Predicting Water Table Depth and Drain Discharge in Subsurface-Drained Paddy Fieldsارزیابی مدل DRAINMOD برای پیشبینی عمق سطح ایستابی و دبی زهکش در اراضی شالیزاری مجهز به زهکشی زیرزمینی58359355082FAعبد االهدرزی نفت چالیاستادیار گروه مهندسی آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران0000-0002-4118-4737سید مجیدمیرلطیفیدانشیار گروه مهندسی آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران0000-0002-3828-5625علیشاهنظریدانشیار گروه مهندسی آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران0000-0003-1135-8174فریداجلالیدانشیار گروه کشاورزی- دانشگاه پیام نورمحمد حسینمهدیاناستاد سازمان تحقیق، آموزش و ترویج کشاورزیJournal Article20150610In this research, the applicability of DRAINMOD model for simulating water table fluctuations and subsurface drain discharge variations was evaluated at the consolidated paddy fields of Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University. During free drainage period of a canola season (November 28, 2011- April 2, 2012), water table depths and subsurface drain discharges were measured in three subsurface drainage systems including drainage system with drain depth of 0.9 m and drain spacing of 30 m (D<sub>0.9</sub>L<sub>30</sub>), drain depth of 0.65 m and drain spacing of 30 m (D<sub>0.65</sub>L<sub>30</sub>), and drain depth of 0.65 m and drain spacing of 15 m (D<sub>0.65</sub>L<sub>15</sub>). The reliability of the model was tested using the statistics including model efficiency (EF), percent error (PE), coefficient of determination (R<sup>2</sup>), root mean square error (RMSE) and mean deviation (AD). Mean values of measured and simulated water table depths in the calibration treatment (D<sub>0.65</sub>L<sub>15</sub>) were both 32.4 cm. For validation treatments, such values were, respectively, 24.1 and 14.1 cm for D<sub>0.65</sub>L<sub>15</sub> and 2.1 and 19.7 cm for D<sub>0.9</sub>L<sub>30</sub>. EF, PE, R<sup>2</sup>, RMSE and AD values for predicted drainage discharges ranged from -5.1 to -1.3, 9.1 to 21.6, 0.2 to 0.35, 0.08 to 0.11 and 0.07 to 0.1, respectively. Comparison of measured values with the simulation results showed that DRAINMOD model can be used as a practical tool for predicting the general pattern of water table and drain discharge variations in the study area.در این تحقیق، کارایی مدل DRAINMOD برای شبیهسازی نوسانات سطح ایستابی و تغییرات دبی زهکشهای زیرزمینی در اراضی شالیزاری دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری ارزیابی شد. در طول مدت برقراری وضعیت زهکشی آزاد از یک فصل کشت کلزا (هفت آذر 1390 تا 14 فروردین 1391)، مقادیر عمق سطح ایستابی و دبی زهکشها برای سه سیستم زهکشی زیرزمینی شامل سیستم زهکشی با عمق 9/0 متر با فاصله زهکش 30 متر (D<sub>0.9</sub>L<sub>30</sub>)، عمق 65/0 متر با فاصله زهکش 30 متر (D<sub>0.65</sub>L<sub>30</sub>)و عمق 65/0 با فاصله زهکش 15 متر (D<sub>0.65</sub>L<sub>15</sub>) اندازهگیری شد. عملکرد مدل در فرایند واسنجی و اعتبارسنجی با استفاده از آمارههای راندمان مدل (EF)، درصد خطا (PE)، ضریب تعیین (R<sup>2</sup>)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین انحراف (AD) ارزیابی شد. متوسط مقادیر عمق سطح ایستابی شبیهسازی شده در تیمار واسنجی (D<sub>0.65</sub>L<sub>15</sub>)، برابر متوسط مقادیر اندازهگیری شده آن (4/32 سانتیمتر) در این تیمار در دوره مطالعه بود. در مرحله اعتبارسنجی، مقادیر عمق سطح ایستابی اندازهگیری و شبیهسازی شده در تیمار D<sub>0.65</sub>L<sub>30</sub> بهترتیب 1/24 و 1/14 سانتیمتر و در تیمار D<sub>0.9</sub>L<sub>30</sub> بهترتیب 1/2 و 7/19 سانتیمتر بود. مقادیر EF، PE، R<sup>2</sup>، SE و AD برای دبیهای پیشبینی شده بهترتیب از 1/5- تا 3/1-، 1/9 تا 6/21، 2/0 تا 35/0، 08/0 تا 11/0 و 07/0 تا 1/0 متغیر بود. مقایسه مقادیر اندازهگیری شده با نتایج شبیهسازیها نشان داد که میتوان از مدل DRAINMOD بهعنوان یک راهنمای کلی برای پیشبینی روند تغییرات عمق سطح ایستابی و دبی زهکشها در منطقه مطالعه استفاده کرد.https://idj.iaid.ir/article_55082_a8794cca34b7a62cebd5c10742c2e301.pdfانجمن آبیاری و زهکشی ایراننشریه آبیاری و زهکشی ایران2008-79429420151023Bankruptcy Methods in Transboundary Rivers Allocation Problems
Case study : (Atrak river)روشهای نظریه ورشکستگی در تخصیص منابع آبی مشترک (مطالعه موردی: رودخانه اترک)59460455083FAسمیرامیرشفیعیدانشجوی دکتری آبیاری و زهکشی گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی، مشهد، ایرانحسینانصاریدانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایرانحجتمیان آبادیدانشجوی دکتری مدیریت منابع آب دانشگاه صنعتی دلفت، هلندJournal Article20150615Conflict over shared water resources has been occured in result of mismanagement,bad governance and increasing water demand. Therefore, equitable water allocation is one of the important tools reducing conflict.
In this paper, we investigate application of six methods of bankruptcy theory:Proportional (PRO), Adjusted proportional (AP), Talmud (TaL), Pinile (Pin), Random arrival (RA), Sequential sharing rules (SSR based on PRO). The area study includesfive regions along Atrak riverin Golestan province. Total available water depending on water requirementsof each region is divided with bankruptcy theory. Since each method has different definition of fairness, so different results can be obtained. According to Plurality Rule, it shows that the results of PRO, AP, RA, Pin theories are the superior ones in this case study. Results of this study can be a starting point for negotiations and making agents’ final decision.عدم مدیریت و حکمرانی صحیح و افزایش تقاضا برای بهره برداری بیشتر از منابع آب، سبب افزایش تنش بر سر منابع آبی مشترک است. در اکثر موارد، میزان آب در دسترس ازمیزان کل نیاز ذی مدخلان کمتر است و همین امر باعث ایجاد اختلاف میان آنها میگردد. ارائه روشی مناسب جهت تخصیص عادلانه منابع آبی مشترک اقدامی مؤثر در زمینه مدیریت تضاد در چنین شرایطی است. تئوری ورشکستگی زیر مجموعه‌ای از نظریه بازی‌ها است که با روشهای متعدد به بررسی مسئله بازتوزیع منابع مشترک محدود بین مدعیان می‌پردازد. در این مطالعه 6 روش از تئوری ورشکستگی: ورشکستگی نسبی<sup>4</sup> (PRO)، ورشکستگی تعدیل شده<sup>5</sup> (AP)، تالمود<sup>6</sup> (TaL)، پینایل<sup>7</sup> (Pin)، ورود تصادفی<sup>8</sup> (RA) و قوانین اشتراک متناوب (SSRbased on PRO)تشریح و کاربرد آنها در بازتوزیع منابع آب مشترک بررسی شده است. محدوده مطالعاتی این تحقیق، حوضه آبریز اترک واقع در استان گلستان و متشکل از 5 منطقه است و بخشی از رودخانه با استفاده از تئوری ورشکستگی بین این مناطق تقسیم شده است.از آنجایی که هر کدام از روشهای این تئوری، رویکردی متفاوت نسبت به مسئله عدالت دارند و همچنین از قوانین ساده و قابل درکیبرای تخصیص استفاده میکنند، میتوانند به عنوان شروعی برای مذاکره و تصمیم‌گیری نهایی بین ذی مدخلان به کار گرفته شوند. در این مطالعه با استفاده از قانون تعدد،روشهایPRO،AP،RA، Pin بهعنوان روشهای مناسبتر انتخاب شدند.https://idj.iaid.ir/article_55083_dfffa7cdc514f5b2816ea697187944b5.pdfانجمن آبیاری و زهکشی ایراننشریه آبیاری و زهکشی ایران2008-79429420151023The Relationship Between Corn Yield and Water Consumption
(Computational water demand and lack of soil moisture)رابطه بین عملکرد ذرت با مصرف آب (نیاز آبی محاسباتی و کمبود رطوبت خاک)60561355084FAحسینابراهیمیدانشیارگروه علوم و مهندسی آب، واحد شهرقدس ، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران0000-0002-0749-7254حسینحسن پوردرویشی- استادیارگروه علوم و مهندسی آب، واحد شهرقدس ، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایرانJournal Article20150616Water recourses planning in the arid and semiarid areas which are faced with water restrictions, both in quality and quantity, is very important, yet it is too difficult. Utilizing targeted low irrigation can be one of the approaches to deal with water shortages. According to their regions and physiological conditions, various plants show different reactions to water shortages. This survey in the form of the perfect randomized block program contains 9 different levels of irrigation in 3 repeating times on the SC704 corn cultivars had been applied in 2012 at the Islamic Azad University Golbahar branch farm in Mashhad. samples contain 7 levels of irrigation (11,12,13,14,15,16,17) respectively equivalents to 120%,100%,90%,80%,70%,60%, and 50% of the plant water requirements, and two other levels based on the soil water depletion(SWD)(19 and 18 respective irrigation when 50 and 70 percent of the corps capacity moisture depleted).results indicate that change in the amount of water consumption, directly affects the crop performance. Also, targeted water shortage by optimized and low water consumption, can have more suitable performance on crops production. The highest plant height is related to the sample11 and equals to 209 cm and the least of them is related to the sample 17 and equals to 32.5 tons in per hectare, and it happens when the irrigation of about 50 percent of full water requirement has done. The results indicate that the efficiency of water consumption (seed performance) in samples that irrigation takes place based on the soil humidity is higher than the other samples.برنامهریزی منابع آب در مناطق خشک و نیمه خشک که دارای محدودیت کمی و کیفی آب هستند بسیار مهم و در عین حال بسیار مشکل است. استفاده از روشهای کم آبیاری هدفمند میتواند یکی از راهکارهای مقابله با کم آبی باشد. گیاهان مختلف بسته به شرایط اقلیمی و فیزیولوژی خود واکنش متفاوتی به کم آبی نشان خواهند داد. پژوهش حاضر در قالب طرح بلوک کامل تصادفی شامل 9 سطح آبیاری در سه تکرار روی رقم ذرت SC704 و در مزرعه دانشگاه آزاد مشهد در گلبهار و در سال 1391 به اجرا درآمده است. تیمارهای آزمایشی شامل 7 سطح آبیاری (I7-I6-I5-I4-I4-I3-I2-I1 بهترتیب معادل 120،100، 90، 80، 70، 60 و 50 درصدنیاز آبی کامل گیاه) بر اساس محاسبات نیازآبی و دوسطح دیگر بر اساس میزان تخلیه رطوبت خاک (I9 و I8بهترتیب آبیاری زمانی که 50 و 70 درصد رطوبت ظرفیت زراعی تخلیه شود) بودند. نتایج نشان میدهد که تغییر در میزان آب مصرفی بهطور مستقیم در عملکرد محصول تأثیر خواهد گذاشت. همچنین کم آبیاری هدفمند میتواند با مصرف بهینه و کمتر آب، عملکرد مناسبتری در تولید محصول ایجاد نماید. بیشترین ارتفاع گیاه مربوط به تیمار I1 وبرابر با 209 سانتیمتر و کمترین آن متعلق به تیمار I7 و برابر با 149 سانتیمتر میباشد. بیشترین عملکرد علوفه تر مربوط به تیمار I1 به میزان 66 تن در هکتار و کمترین آن متعلق به تیمار I7 و معادل 5/32 تن در هکتار و در زمانی خواهد بود که آبیاری معادل 50 درصد نیازآبی کامل صورت گرفته است. نتایج نشان میدهد که کارایی مصرف آب (عملکرد دانه) در تیمارهایی که آبیاری بر اساس رطوبت خاک انجام شده است از سایر تیمارها بیشتر است.
https://idj.iaid.ir/article_55084_0b26f605704ed98310afaabd33bc54f6.pdfانجمن آبیاری و زهکشی ایراننشریه آبیاری و زهکشی ایران2008-79429420151023Determination of Effective Parameters in Estimating Reference Crop Evapotranspiration Using Artificial Neural Networks
(Case study: Lorestan province)تعیین پارامترهای مؤثر در برآورد تبخیر و تعرق گیاه مرجع با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی (مطالعه موردی: استان لرستان)61462355085FAمریمصارمیکارشناس ارشد، گروه مهندسی آب، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایرانJournal Article20150701However, several methods exist for calculation of reference crop evapotranspiration (ETo) but the FAO- 56 Penman- Monteith (FAO- 56 PM) method has been recommended by the Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) as the standard equation. This method is difficult to use because it requires several weather parameters and complex calculations. On the other, over the last decades Artificial Neural Network (ANN<sub>s</sub>) have shown a good ability for modeling complex and nonlinear systems. The present study was carried out to investigate the sensitivity of the reference crop evapotranspiration to climate parameters using ANNs in Lorestan province. For this purpose in period 10 years (2001 – 2010) daily ETo were calculated using FAO-56 PM method based on weather data daily in the eight weather stations in Lorestan province. Then an Artificial Neural Network was designed with 18 scenarios. Combinations of six weather parameters (maximum and minimum air temperature, maximum and minimum relative humidity, wind speed and daily sunshine hours) which are required to calculate ETo with using FAO-56 PM method were considered as inputs and calculated ETo as output of the ANN in various scenarios. The results of this study showed that increasing the number of data in the input layers will not necessarily lead to improved outcomes of intelligence models. In case of weather data limitation, scenario 13 which was used maximum temperature and wind speed as input layer showed reliable results. اگر چه روشهای متعددی جهت محاسبه تبخیر و تعرق گیاه مرجع (ETo) وجود دارد ولی روش فائو- پنمن- مانتیث از طرف سازمان خوار و بار جهانی به عنوان روش استاندارد توصیه شده است. استفاده از این روش به دلیل نیاز به پارامترهای متعدد هواشناسی و محاسبات پیچیده مشکل میباشد. از طرفی شبکههای عصبی مصنوعی در چند دههی اخیر برای مدلسازی سیستمهای پیچیده و غیر خطی قابلیت بسیار بالایی از خود نشان دادهاند. مطالعه حاضر بهمنظور بررسی میزان حساسیت ETo نسبت به پارامترهای اقلیمی با استفاده از شبکه عصبی در استان لرستان صورت گرفته است. بدین منظور تبخیر و تعرق روزانه برای یک دوره ده ساله (2010-2001) به روش فائو- پنمن- مانتیث بر اساس دادههای هواشناسی روزانه از 8 ایستگاه هواشناسی در استان لرستان محاسبه گردید. سپس یک شبکه عصبی مصنوعی با 18 سناریو طراحی گردید. ترکیبات شش پارامتر هواشناسی (دمای حداکثر و حداقل، رطوبت نسبی حداقل و حداکثر، سرعت باد در ارتفاع دو متری و ساعت آفتابی روزانه) مورد نیاز برای محاسبه ETo با استفاده از فرمول پنمن مانتیث به عنوان ورودی شبکه و ETo محاسبه شده به عنوان خروجی شبکه در سناریوهای مختلف در نظر گرفته شد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که افزایش تعداد اطلاعات در لایه ورودی لزوماً منجر به بهبود نتایج مدلهای هوشمند نمیشود. در شرایط کمبود دادههای هواشناسی سناریوی شماره 13 که شامل دو پارامتر دمای حداکثر و سرعت باد به عنوان ورودی شبکه بود برآوردهای معقولی در بر داشت.https://idj.iaid.ir/article_55085_4fa5ffb929b089060cfcfb2298a284e1.pdfانجمن آبیاری و زهکشی ایراننشریه آبیاری و زهکشی ایران2008-79429420151023Predicting nitrate and Phosphate Load from Paddy field Using WASP Model and Remote sensing (Case study: Pasikhan river)برآورد بار آلودگی نیترات و فسفات اراضی شالیزاری با استفاده از مدل WASP و تصاویر ماهوارهای (مطالعه موردی: رودخانه پسیخان)62463555086FAمریمنوابیاناستادیار گروه مهندسی آب دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان، رشت، ایرانزهرامحمدپوردانشجوی کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی گروه مهندسی آب دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان، رشت، ایرانمجیدوظیفه دوستاستادیار گروه مهندسی آب دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان، رشت، ایرانمهدیاسمعیلی ورکیاستادیار گروه مهندسی آب دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان، رشت، ایرانکبریشیخی گراکوییدانشجوی کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی گروه مهندسی آب دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان، رشت، ایرانJournal Article20150507Discharges of urban, hospital, industrial and agricultural drainage wastes into rivers not only reduce the quality of river, but also it has irreversible effect on ecosystems. Estimation of pollution loads from various contaminants is important in quality and quantity planning of water resources. Pasikhan River is one of the major rivers of Guilan that is at risk of pollution due to adjoining to residential areas, fish ponds and paddy fields and their discharge of drains. In this research a new approach include of simultaneous application of water quality model and satellite images were studied to estimate the loading of pollution from agricultural activities in Pasikhan River. For this purpose, the WASP model was used to simulate spatial and temporal trend of nitrate and phosphate in Pasikhan River. For model calibration and validation, the quality of the river including of nitrate and phosphate was analyzed in 1390. The model simulated nitrate and phosphate with a determination coefficient 0.84 and 0.89 respectively. After determining the cultivation area of paddy fields in the study area and using the DEM map, nitrate and phosphate pollution loads into the river was estimated by calibrated model. Comparing observed pollution load (16.0 and 1.68 kg/ha) and model estimation (14.18 and 1.40 kg/ha) in terms of nitrate and phosphate, show appropriate accuracy of method for estimating pollution in agricultural land.تخلیه پسابهای شهری، کشاورزی، بهداشتی و صنعتی به رودخانهها نه تنها باعث کاهش کیفیت آب می‌شود، بلکه تأثیر جبران ناپذیری بر اکوسیستم آن میگذارد. برآورد بار آلودگی ناشی از آلایندههای مختلف در برنامهریزی کمی و کیفی منابع آب اهمیت به سزایی دارد. رودخانه پسیخان یکی از رودخانههای مهم استان گیلان است و به دلیل همجواری با مناطق مسکونی، استخرهای پرورش ماهی و اراضی شالیزاری و نیز تخلیه زهکشهای این مزارع به آن، از نظر آلودگی در معرض تهدید است. در پژوهش حاضر راهکار جدید کاربرد همزمان مدل شبیهسازی کیفی و تصاویر ماهوارهای برای برآورد بار آلودگی ناشی از کشاورزی حاشیه رودخانه پسیخان مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور از مدل WASP برای شبیهسازی روند تغییرات مکانی و زمانی نیترات و فسفات رودخانه پسیخان استفاده شد. بهمنظور واسنجی و اعتبارسنجی مدل اقدام به نمونهبرداری کیفی از رودخانه در سال 1390 شد. مدل در مرحله واسنجی و اعتبارسنجی توانست نیترات و فسفات را بهترتیب با ضریب تعیین بین 84/0 و 89/0 شبیهسازی نماید. پس از تعیین سطح زیر کشت اراضی شالیزاری در محدوده مورد مطالعه و با استفاده از نقشههای طبقه ارتفاعی بار آلودگی نیترات و فسفات ورودی به رودخانه با استفاده از مدل واسنجی شده برآورد شد. مقایسه بار آلودگی مشاهداتی ناشی از زهآب اراضی کشاورزی (16 و 68/1 کیلوگرم بر هکتار) و تخمین مدل (18/14 و 40/1 کیلوگرم بر هکتار) به ترتیب برای نیترات و فسفات نشان داد، روش مورد بررسی از دقت مناسبی جهت برآورد بار آلودگی بخش کشاورزی برخوردار است. https://idj.iaid.ir/article_55086_19cad091cb1347cd7155bc0cb6270e90.pdfانجمن آبیاری و زهکشی ایراننشریه آبیاری و زهکشی ایران2008-79429420151023Feasibility study of the Prediction of Annual Drought Based on Drought Conditions in the Spring Seasonامکان‌سنجی پیشبینی خشکسالی سالانه بر اساس وضعیت خشکسالی در فصل بهار (پژوهش موردی ارازکوسه)63664555087FAخلیلقربانیاستادیار گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی، گرگان، ایرانمیثمسالاری جزیاستادیار گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی، گرگان، ایرانمحمدعبدالحسینیاستادیار گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی، گرگان، ایرانJournal Article20150715The drought defined as the lack of precipitation from its average along a period of time is one the most important subjects in meteorology and its prediction can play an effective rule in the field of water resources management. Therefore, both different modelling strategies and different affective variables on drought characteristics are applied for drought prediction. Considering the effect of spring rainfalls on annual drought conditions, the feasibility of the estimation of annual drought based on spring rainfall is investigated in this study. However, Arazkooseh station located in Golestan province, Iran with 45 years recorded daily data were selected as case study. After calculation of drought severity factor based on standardized precipitation index (SPI), for 1, 3, and 12 months’ time scales, the correlation matrix was created. The results indicated highest correlation values between annual drought and drought in spring season. In order to find more accurate results, monthly drought indices for spring season were added to an M5 model. The results showed the predictability of annual drought using spring rainfalls as its correlation coefficient was 0.89 and the root mean square error was 0.57.خشکسالی که به کمبود بارش نسبت به متوسط آن طی یک دوره زمانی گفته می‌شود از مهمترین مباحث در زمینه هواشناسی است و پیشبینی آن میتواند نقش مؤثری در مدیریت منابع آب ایفا نماید. به همین دلیل، هم از روشهای مختلف مدلسازی و هم از متغیرهای متعدد تأثیرگذار بر خشکسالی برای پیشبینی آن استفاده شده است. در این پژوهش با بررسی تأثیر بارش‌های بهاره بر وضعیت خشکسالی سالانه، امکان برآورد وضعیت خشکسالی سالانه بر پایه بارش بهاره مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای این منظور ایستگاه ارازکوسه واقع در استان گلستان با 45 سال آمار روزانه بهعنوان منطقه مطالعاتی در نظر گرفته شد و پس از محاسبه شدت خشکسالی در بازه‌های زمانی 1، 3 و 12 ماهه بر اساس نمایه بارش استاندارد شده (SPI)، ماتریس همبستگی بین نمایه SPI در بازه‌های زمانی مختلف تشکیل شد. نتایج بهدست آمده نشان میدهد که بیشترین همبستگی بین وضعیت خشکسالی سالانه با خشکسالی در فصل بهار بهدست می‌آید. برای افزایش دقت پیشبینی، نمایه‌های خشکسالی ماه‌های فصل بهار نیز اضافه و در مدل درختی M5 وارد شد. نتایج نشان داد خشکسالی سالانه بر اساس بارش‌های بهاره با ضریب همبستگی 89/0 و جذر میانگین مربعات خطای 57/0 قابل پیشبینی است.https://idj.iaid.ir/article_55087_090f5b3b995842fb6c1ad838719d3412.pdfانجمن آبیاری و زهکشی ایراننشریه آبیاری و زهکشی ایران2008-79429420151023The Effect of Magnetized Saline Water on Infiltration and Electrical Conductivity in Different Soil Texturesاثر آب شور مغناطیسی شده بر نفوذپذیری و هدایت الکتریکی بافتهای مختلف خاک64665455088FAمجتبیخوش روشاستادیار گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ، ساری، ایران0000-0001-8635-3322علیرضاکیانیدانشیار بخش تحقیقات فنی و مهندسی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی گلستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گرگان، ایرانJournal Article20150623Infiltration and coefficients of infiltration equation are of the most important parameters in the design and evaluation of irrigation systems. The objective of this research was to compare the cumulative infiltration, infiltration rate and electrical conductivity of different soil textures including: sandy loam, silt and clay under saline water 0.58 dS/m, 5 dS/m and 10 dS/m with magnetized and non-magnetized water. Magnetized water was obtained by passing the water through a strong permanent magnet installed in a feed pipeline. Infiltration coefficients of different soils obtained based on Kostiakov-Lewis equation. The results showed that, magnetized water caused increasing of cumulative infiltration and also increasing of infiltration rate in different soil textures and all saline water treatments and this effect was significant (p<0.01). At the end season, in non-magnetized water and saline water of 5 dS/m and 10 dS/m, the average cumulative infiltration was reduced 10.8% and 25.6% respectively as compared to control treatment. But, in magnetized water and saline water of 5 dS/m and 10 dS/m, the average cumulative infiltration was reduced 6.4% and 13.95% respectively as compared to control treatment. In addition, using of magnetized water caused to decrease the electrical conductivity in different soil depths (p<0.01). Magnetized irrigation water had most effect on the infiltration capacity and electrical conductivity of clay and sandy loam soil, respectively. With increasing of infiltration using magnetized water, evaporation was decreased and therefore, irrigation efficiency is increased.یکی از پارامترهای بسیار مهم در طراحی و ارزیابی سیستمهای آبیاری، نفوذ و به صورت دقیقتر ضرایب معادله نفوذ آب به داخل خاک است. هدف از این پژوهش، مقایسه مقدار نفوذ تجمعی، سرعت نفوذ آب و هدایت الکتریکی در خاکهای لومی شنی، سیلتی و رسی در شرایط آب با شوری 58/0، 5 و 10 دسیزیمنس بر متر با استفاده از آب مغناطیسی و آب معمولی میباشد. آب مغناطیسی با عبور آب از میان یک آهنربای دائمی قوی مستقر روی خط لوله بهوجود آمد. ضرایب نفوذ خاکها بر اساس معادله کوستیاکف-لوئیس بهدست آمد. نتایج نشان داد که آب مغناطیسی باعث افزایش مقدار نفوذپذیری و همچنین افزایش سرعت نفوذ آب در بافتهای مختلف خاک و همچنین در تمامی تیمارهای آب شور شده است و این اثر در سطح احتمال 1 درصد معنیدار بود. به طور متوسط مقدار نفوذ تجمعی آب در خاک در پایان فصل، در تیمار آب غیر مغناطیسی و شرایط شوری آب 5 دسیزیمنس بر متر و 10 دسیزیمنس بر متر، بهترتیب 8/10 درصد و 6/25 درصد نسبت به تیمار شاهد کاهش داشته است. ولی در تیمار آب مغناطیسی و شرایط شوری آب 5 دسیزیمنس بر متر و 10 دسیزیمنس بر متر، بهترتیب 4/6 درصد و 95/13 درصد نسبت به تیمار شاهد کاهش داشته است. همچنین استفاده از آب مغناطیس باعث کاهش معنیدار هدایت الکتریکی در عمقهای مختلف خاک شده است و این اثر در سطح احتمال 1 درصد معنیدار بود. آب مغناطیسی تأثیر بیشتری در نفوذپذیری و هدایت الکتریکی خاک بهترتیب در خاکهای رسی و لومی شنی داشته است. با افزایش مقدار نفوذپذیری خاک در اثر استفاده از آب مغناطیسی، تبخیر خاک کاهش یافته که منجر به افزایش راندمان آبیاری خواهد شد.https://idj.iaid.ir/article_55088_62ce5db1f5b0268a20389d0086242488.pdfانجمن آبیاری و زهکشی ایراننشریه آبیاری و زهکشی ایران2008-79429420151023Uncertainty Analysis of Artificial Neural Networks in Simulation of Saturated Hydraulic Conductivity Using Monte-Carlo Simulationتحلیل عدم قطعیت خروجی شبکه عصبی در شبیهسازی هدایت هیدرولیکی اشباع خاک65566455089FAمحسنپوررضا بیلندیاستادیار گروه مهندسی آب، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایرانعباسخاشعی سیوکیاستادیار گروه مهندسی آب، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایرانJournal Article20150627Hydraulic conductibility as a key soil property is essential for irrigation management purposes and plays an important role in understanding site-specific unsaturated water flow and transport processes. Since it cannot often be measured because of practical and/or cost-related reasons, data driven models such as artificial neural network may be applied for prediction of soil hydraulic properties. This paper aimed to assess uncertainty analysis in neural network prediction originated from different weights due to different training data sets. Here, we present a unique dataset that consists of 151 samples collected from arable land around Bojnourd City, containing of sand, silt and clay contents, saturated water content, Electrical Conductivity (EC), pH, real density, Organic matter (OM), Total Neutralizing Value (TNV) and bulk density (ρb). Bulk and real densities determined based on stepwise regression analysis as most important inputs to neural network model. Then a two layer perceptron neural network with 1000 different samples trained with some available transfer and training functions in Matlab. Results assessed with NUE as an integrated index defined as ratio of percentage of the observation coverage by 95 percent prediction uncertainty (95PPU) divided by average relative interval length of 95PPU. Uncertainty analysis results revealed that log-sigmoid and linear transfer functions with NUE values 0.57 and 0.59 performed better tan-sigmoid transfer function with NUE=0.25. Also all training functions (except of gradient descent training function) could predict saturated hydraulic conductivity with high reliability.هدایت هیدرولیکی اشباع خاک از مهمترین ویژگیهای فیزیکی خاک است که در مدیریت آبیاری مزارع، انتقال آلودگی و همچنین جریان آب در محیطهای غیراشباع نقش مهمی را دارا است. لیکن در بیشتر موارد به علت محدودیتهای عملی و یا هزینهای، اندازهگیری آن با دشواری همراه است. از این رو استفاده از مدلهای شبیهسازی داده محور مانند شبکه عصبی مصنوعی با صرف هزینه کم و کارایی بالا میتوانند جایگزین مناسبی برای این منظور باشد. از آنجا که انتخاب دورههای مختلف آموزش و آزمون به همراه توابع انتقال و آموزش متفاوت در این نوع مدلها به عنوان مهمترین منبع خطا میباشد، لذا عدم اطمینان و قطعیت لازم در مقادیر خروجی شبیهسازی شده مدل نیز از آن قابل نتیجهگیری میباشد. از این رو در این تحقیق بررسی منابع عدم قطعیت مذکور در شبیهسازی هدایت هیدرولیکی اشباع خاک مورد بررسی قرار گرفته است. در انجام این تحقیق، تعداد 151 نمونه از خاکهای زراعی (اراضی اطراف شهرستان بجنورد) انتخاب و متغیرهای مؤثر چگالی ظاهری و واقعی خاک با کمک رگرسیون مرحلهای از بین دوازده متغیر مختلف اندازهگیری شده جهت برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع به کار گرفته شد. نتایج تحلیل عدم قطعیت بهدست آمده از 1000 سری داده مختلف نمونهگیری شده (با کمک نمونه گیر مونت کارلو) جهت استفاده در دورههای آموزش و آزمون شبکه عصبی پرسپترون با دو لایه بررسی و ارزیابی گردید. علاوه بر این، عملکرد ترکیب توابع انتقال و آموزش مختلف شبکه عصبی در تمام 1000 سری داده نیز بهعنوان دومین منبع خطا ارزیابی شد. نسبت درصد قرارگیری مشاهدات در بازه اطمینان به پهنای بازه (معیار NUE) برای توابع انتقال لگاریتم سیگموئید (NUE=0.57) و خطی (NUE=0.59) نسبت به تابع تانژانت سیگموئید (NUE=0.25)، بالاتر و بهتر مشاهده گردید. همچنین از بین توابع مختلف آموزش تنها تابع کاهش گرادیان دارای زمان اجرای بالاتر و مقدار معیار NUE پایینتر به نسبت بقیه بوده و بنابراین بیشترین عدم قطعیت را در نتایج مقادیر هدایت هیدرولیکی خروجی شبیهسازی شده داشت.
https://idj.iaid.ir/article_55089_d395294d0a48ec6b7a8f0ac142bed046.pdfانجمن آبیاری و زهکشی ایراننشریه آبیاری و زهکشی ایران2008-79429420151023Modelling and Numerical Analysis of Flow under Furrow Irrigationمدلسازی و تحلیل عددی جریان تحت شرایط آبیاری جویچهای66567755090FAعلیکولائیاندانشآموخته کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی، ساری، ایرانمحمدعلیغلامی سفیدکوهیاستادیار گروه مهندسی آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی، ساری، ایران0000-0001-8732-4929میرخالقضیاتبار احمدیاستاد گروه مهندسی آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی، ساری، ایرانحسندادشزادهمدرس گروه ریاضی دانشگاه پیام نور مازندران، ایرانJournal Article20150613In order to simulate shallow flowson the soil surface and penetration into the depth, the Saint-Venant equations were developed. Due to the lack of analytical solutionfor solving these types of equations, researchers generally suggest numerical methods as a solution.In the present study, from the hydraulic models of surface irrigation, the full hydrodynamic model due to its accurate simulation of the flow, and from the numerical methods, two numerical models, includingthe characteristic line method (HD-CH) and the explicit diffusiveLAXmethod (HD-LAX), were used to discretize the governing equations of surface irrigation. Afterwards, a computer program was developed using MATLAB programming language.In order to evaluate the numerical methods, four furrow data series were used, which were measured through testing in the farm. In addition, under the same conditions, the proposed method was compared with the hydrodynamic model of SIRMOD and SRFR softwares and was consequently validated. The perceived results revealedthat both numerical models simulate various flow processes under furrow conditionsatan acceptable accuracy.However, the results of the evaluation indicators demonstrated that the HD-LAX model, due to the solution method of the second degree of accuracy, withthe average coefficient of determination, error statistics, and model efficiency of (0.834, 1.36, 0.91) and (0.815 , 1.43, 0.88), respectively forthe forward and backward stages, and with the relative errors of 7.44 % and 19.8 %, has a higher accuracy than the HD-CH model,in estimating the volume of water infiltration and runoff, and it also needsless computational time for simulating different furrow flow processes.The results of calculations, through comparing the proposed HD-LAX method with the HD-SIRMOD and HD-SRFR methods, showed thatin the forward stage, the proposed method and the HD-SIRMOD model do not have any significant difference,while the HD-SRFR model, at the confidence level of 1%,has some differences with the observed values.به منظور شبیهسازی توام جریانات کم عمق روی سطح خاک و نفوذ به درون آن، معادلات سنت- ونانت بسط داده شد. با توجه به عدم وجود راه حل تحلیلی جهت حل این نوع معادلات، از این رو محققین جهت حل این مسائل روشهای عددی را پیشنهاد میکنند. در تحقیق حاضر از بین مدلهای هیدرولیکی آبیاری سطحی مدل هیدرودینامیک کامل به دلیل شبیهسازی دقیق جریان و از بین روشهای عددی دو الگوی عددی شامل خطوط مشخصه (HD-CH) و صریح لکس انتشاری (HD-LAX) برای گسستهسازی معادلات حاکم بر آبیاری سطحی استفاده و در ادامه برنامهای کامپیوتری به کمک زبان برنامهنویسی متلب تهیه شد. جهت ارزیابی روشهای عددی از چهار سری دادههای جویچهای استفاده شد، که این دادهها از طریق آزمایش در مزرعه مورد اندازهگیری قرار گرفت. همچنین روش پیشنهادی در شرایط یکسان با مدل هیدرودینامیک نرمافزارهای SIRMOD و SRFR مورد مقایسه و اعتبارسنجی قرار گرفت. یافتهها نشان داد که هر دو الگوی عددی در شرایط جویچهای با دقت مناسبی فرآیندهای مختلف جریان را شبیهسازی میکنند. با این حال نتایج شاخصهای ارزیابی نشان میدهد مدل HD-LAXبه واسطه روش حل دارای دقت مرتبه دوم است، و با متوسط ضریب تبیین، آمارهی خطا و کارایی مدل (834/0، 36/1، 91/0و 815/0، 43/1، 88/0) بهترتیب برای مرحله پیشروی و پسروی و خطای نسبی (44/7- و 8/19) درصد در برآورد حجم آب نفوذ یافته و رواناب، همچنین زمان محاسباتی کمتر جهت شبیهسازی فرآیندهای مختلف جریان جویچهای از دقت بالاتری نسبت به روش HD-CH برخوردار است. نتایج بررسی محاسباتی توسط روش پیشنهادی HD-LAX در مقایسه با روشهای HD-SIRMOD و HD-SRFR نشان داد که در مرحله پیشروی روش پیشنهادی و مدل HD-SIRMOD اختلاف معنیداری ندارند در حالی که مدل HD-SRFR در سطح یک درصد با مقادیر مشاهدهای دارای اختلاف میباشد.https://idj.iaid.ir/article_55090_15bae4db37de1a26a3fa3523980c2546.pdf