Bakhtiar Karimi

Irrigation systems are considered key elements in energy consumption and play a decisive role in the amount of crop production in the field. 1 Therefore, investigating the relationships between the amount of energy and water consumed with crop performance in these systems is of great importance. This research has evaluated the indicators of water and energy consumption efficiency in irrigated wheat farms in the Qorveh plain of Kurdistan province. The main objective of this study was to compare the efficiency of two types of irrigation systems with different energy sources, including a fixed classic sprinkler irrigation system - mobile sprinkler with an electric energy source (CEW) and a similar system with a diesel fuel energy source (CDW), in terms of water and energy consumption and crop performance. The data of this research were collected through face-to-face questionnaires and field measurements, and then the average values of energy consumed were converted to megajoules per hectare using equivalence coefficients. According to the calculations, the results showed that in farms with an electrical system (CEW), the amount of input energy was equal to 71371.02 megajoules per hectare, which is significantly less than diesel farms (CDW) with 88507.83 megajoules per hectare. The crop yield in CEW farms was equivalent to 6950 kg per hectare and in CDW farms was equivalent to 6880 kg per hectare, which indicates similar performance in both systems. The energy efficiency index in CEW farms was equal to 1.66 and in CDW farms was 1.43%. The specific energy in CEW farms was reported to be 10.26 megajoules per kilogram and in CDW farms, 12.86 megajoules per kilogram, which indicates higher energy efficiency in electrical farms. The irrigation water productivity in CEW farms was 1.47 kg per cubic meter and in CDW farms was 1.30 kg per cubic meter. The net energy produced in CEW farms was calculated to be 47443.97 megajoules per hectare and in CDW farms was -6841.66 megajoules per hectare, and the negative net energy in these farms indicates energy loss in diesel systems. Also, the efficiency of electricity consumption in CEW farms was equal to 0.33 kWh per kilogram of product and in CDW farms was equal to 0.43 kWh per kilogram of product. This research suggests that agricultural policymakers should develop and promote irrigation systems using electrical energy in different regions, because these systems, in addition to greater energy efficiency, also help to reduce negative environmental impacts. Also, emphasizing the electrification of agricultural lands that use diesel fuel is necessary to improve efficiency and reduce costs and pollution from fossil fuels, which should be adopted in the near future using better alternatives.

Access to safe and high-quality fresh water has consistently been a fundamental challenge for human societies. Monitoring and assessment of water quality, particularly in water reservoirs, is of paramount importance for optimal management and conservation of these vital resources. Traditional methods of sampling and measuring water quality parameters, while accurate, have limitations such as high cost, time consumption, and lack of adequate spatial and temporal coverage. In recent decades, remote sensing has emerged as a powerful and efficient tool for water quality monitoring. This technology, utilizing satellite imagery and image processing algorithms, enables the examination and analysis of water quality parameters on a vast scale and in a continuous manner. In this study, with the aim of evaluating the effectiveness of remote sensing in water quality monitoring under conditions of limited ground data, the relationship between in-situ measured water quality parameters and satellite data has been investigated. For this purpose, Landsat-7 satellite data and water quality data (including temperature, pH, EC, turbidity, DO, and Chl) from the Gheshlagh Dam reservoir in Sanandaj were collected and processed. Subsequently, using regression models and machine learning algorithms, water quality parameters were predicted and the results were compared with each other. The results of this research indicate that remote sensing can be used as an effective tool in monitoring the water quality of reservoirs and can provide valuable information for the management and conservation of these resources.

Given the limited availability of freshwater resources and increasing concerns about environmental pollution caused by aquaculture wastewater, the use of treated wastewater from these farms in agriculture has been considered as an environmentally friendly and economical solution. Numerous studies have shown that surface drip irrigation, due to preventing the spread of pathogens in the air, reducing surface runoff, and controlling water infiltration into the soil depths, is the best method for using wastewater in agriculture. This method, while reducing environmental pollution, also prevents health problems caused by other irrigation methods. However, clogging of drippers is a serious and important obstacle that must be considered. Sand filters are pressurized tanks containing multiple layers of sand with different sizes. As wastewater passes through these layers, impurities are trapped in the sand pores and separated from the water. This system, which is usually designed horizontally or vertically, plays an important role in the physical treatment of wastewater and the removal of suspended solids before use in irrigation. In this study, the efficiency of sand filters at different flow rates in using rainbow trout wastewater for irrigation was investigated. The experiments were conducted with three different flow rates to determine the effect of flow rate on filter performance. In this study, first, using a prefabricated sand filter from Karaj with a single-layer porous medium, the effect of three independent variables including particle size (two types of grading: 3.5-2 and 1.2-0.88 mm), bed thickness (three thicknesses: 60, 40, and 20 cm), and flow rate (three values: 2.54, 2, and 1.5 liters per second) on the efficiency of Karaj-made sand filters in removing suspended solids was investigated. In this study, 18 sand filter treatments with a constant working pressure of 250 kPa were defined and tested. For measuring pressure drop (mercury manometers) and sampling, appropriate equipment (open and closed valves for sampling and volumetric counter for reading flow rate) was used, and the tests continued until the need for backwashing. The initial pressure drop at the nozzles of all filters, both empty and filled with a silica bed, was measured as a constant 2 meters of water column. The results of this study showed that changes in the size and thickness of the silica layer, as the main parameters determining the porous medium, had no significant effect on the initial pressure drop of the filter. However, these changes had a direct effect on the time required for backwashing the filter, and with increasing flow rate, decreasing particle size, and increasing layer thickness, this time decreased. Treatment F20Q2.54P (sand filter: with a porous medium thickness of 20 cm, particle size of 3.5-2 mm, flow rate of 2.54 liters per second) had the worst performance in removing suspended particles. The reason for this was the easy passage of particles through the pores of the sand filter layer with a low thickness. Also, treatments F60Q2.54p (sand filter: with a thickness of 60 cm, flow rate of 2.54 liters per second, and particle size of 1.2-0.88 mm) and F40Q2.54p (sand filter: with a porous medium thickness of 40 cm, particle size of 1.2-0.88 mm, flow rate of 2.54 liters per second) had the best performance in terms of removal efficiency and filter retention, but because the time to reach backwashing was very short, on average within 15 minutes, the performance was not acceptable and was not recommended at all in the field filtration system. In general, among all treatments, treatments F60Q1.5p (sand filter: with a porous medium thickness of 60 cm, particle size of 1.2-0.88 mm, flow rate of 1.5 liters per second) and F40Q1.5p (sand filter: with a porous medium thickness of 40 cm, porous medium, particle size of 1.2-0.88 mm, flow rate of 1.5 liters per second) had the best performance, and treatments F20Q2P (sand filter: with a porous medium thickness of 20 cm, particle size of 3.5-2 mm, flow rate of 2 liters per second) and F20Q1.5P (sand filter: with a porous medium thickness of 20 cm, particle size of 3.5-2 mm, flow rate of 1.5 liters per second) had the worst performance. The results of this study show that the performance of sand filters is affected by the interaction of various factors such as the thickness and size of the silica bed, flow rate, field conditions, and the concentration of incoming suspended solids. Increasing the concentration of incoming solids to the filter increases the removal efficiency of solids, but at the same time, due to the faster clogging of the bed pores, the time required for backwashing decreases. Also, the appropriate combination of bed particle size and flow rate can affect the service life of the filter; so that small particles at low flow rates and with thicker beds show better performance in terms of service life.

طراحی و مدیریت مناسب سیستم‌های آبیاری قطره‌ای به شناخت دقیق الگوهای توزیع رطوبت در اطراف قطره-چکان‌ها بستگی دارد. یکی دیگر از راهکارهای افزایش راندمان مصرف آب و کاهش نفوذ عمقی سیستم‌های آبیاری قطره‌ای در نظرگرفتن الگوهای توزیع مجدد رطوبت پس از قطع فرآیند آبیاری است. برای تعیین ابعاد جبهه رطوبتی، این تحقیق برروی سه نوع خاک با بافت‌های مختلف(سبک، متوسط و سنگین)، با سه نوع دبی قطره‌چکان (2، 4 و 6 لیتر در ساعت)، در سه عمق متفاوت (صفر، 15 و 30 سانتی‌متری) بعد از 4 ساعت از زمان آبیاری مورد بررسی قرار گرفت و مقادیر جبهه پیشروی توزیع مجدد تا 66 ساعت پس از آبیاری اندازه‌گیری شد. این آزمایش‌ها در یک محفظه پلکسی گلاس به ابعاد مشخص و با دیواره شفاف برای دو نوع سیستم آبیاری پیوسته و پالسی به انجام رسید که در آبیاری پالسی، زمان قطع و وصل پالس‌ها (30-30، 20-40 و 40-20 دقیقه) که عدد اول نشان‌دهنده زمان آبیاری و عدد دوم بیانگر زمان استراحت سیستم در هر چرخه خواهد بود. برای شبیه‌سازی جبهه رطوبتی از دو مدل هایدروس دوبعدی و رگرسیون غیرخطی استفاده شد. شبیه‌سازی جبهه پیشروی رطوبت انجام گرفت و نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می‌دهد که هرچه عمق کارگذاری قطره چکان نسبت به سطح بیشتر باشد هایدروس برآورد نسبتا دقیقی از شرایط تجربی ارائه می‌دهد. در زمان‌های پایین‌تر رگرسیون به‌خوبی عمل می‌کند اما با افزایش زمان از نتایج تجربی فاصله می‌گیرد اما در هایدروس این‌گونه نیست، یعنی هم در زمان‌های پایین و هم با افزایش زمان عملکرد خوبی ارائه می‌دهد، به طورکلی می‌توان گفت که هایدروس مستقل از زمان ولی رگرسیون متاثر از زمان می‌باشد. بهترین عملکرد هایدروس در خاک ریز بافت و به ترتیب در خاک سنگین، متوسط و سبک بوده است. در خاک سبک توزیع رطوبت در جهت افقی نسبت به مقادیر مشاهداتی برآورد بیشتری ارائه داد.

The use of rainwater harvested as a sustainable and cheap water resource can play an important role in suppling irrigation water for green spaces and agricultural crops. University of Kurdistan has a high potential in the production of runoff from rainfall due to its area and the slope of its area. With proper design of drainage networks for collecting and directing runoff to rainwater harvesting reservoirs, considerable amount of the irrigation water needed for the green spaces of the university can be supplied. This important task requires accurate estimation of the amount of runoff from rainfall and the construction of rainwater harvesting reservoirs in appropriate places at the lands of the university. Therefore, the purpose of this research was to simulate the rainfall-runoff process in the University of Kurdistan area, to investigate the possibility of using rainwater that can be harvested for irrigation of the green spaces of the land and to locate the places for the construction of rainwater harvesting reservoirs in University of Kurdistan area. For this purpose, first, after collecting the required data and information, the SWMM model was calibrated and implemented to simulate the rainfall-runoff process of the University of Kurdistan area. Also, the irrigation requirement of University of Kurdistan's green space was calculated by the California method and compared with the amount of harvested rainwater estimated by the SWMM model. In the following, suitable locations for the construction of rainwater harvesting reservoirs were located using the fuzzy hierarchical analysis method. The results of the research showed that the SWMM model has a high efficiency in simulating the rainfall-runoff process in the lands of the University. The results also showed that storing rainwater that can be harvested in the months of April and May supply more than 32 % of the irrigation water requierment of the university's green space. Also, the annual irrigation water depth required for grass and trees was estimated to be 519.2 and 350.4 mm per year, respectively.

The connected curriculum framework, along with emphasizing the significance of Nowadays, in order to protect water resources and reduce water crises, as well as to prevent environmental hazards caused by the increase of wastewater production in the aquaculture sector, the use of purified wastewater from aquaculture farms in the irrigation of agricultural crops from environmental aspects and the economy has expanded. One of the most nutritious effluents for horticultural and agricultural products is the effluent from fish farms because it contains an acceptable percentage of nitrogen and phosphorus.The use of purified wastewater in the field of agriculture requires a special management that does not bring environmental and health hazards to plants, soil, and surface and underground water resources.Many studies indicate that using the surface drip irrigation method due to the non-dispersion of pathogens in the air, the absence of running water, the possibility of preventing deep penetration and also the specific problems caused by its use compared to other methods. Other irrigation is the most appropriate and reliable method of irrigation when using wastewater. The wastewater used in irrigation generally contains amounts of mineral and organic substances.If the wastewater is used in irrigation without removing these materials, it will cause the drippers to clog and as a result, reduce the performance of these irrigation systems. Therefore, the problem of clogging of droppers is one of the serious and important obstacles that should be taken into consideration. The filtration system is the most important part of the drip irrigation system, and one of the filters in the filtration system, which is responsible for the physical purification and retention of a part of the suspended materials in the effluent when using the effluent in irrigation, are sand filters, which are horizontal in two ways which are designed and built vertically. These filters are pressurized tanks that contain layers of sand of different sizes and thicknesses, and when the water passes through, the impurities in it are trapped in the porous environment of the sand and are separated from the water. Therefore, the present research was conducted in line with the performance of sand filter with different thickness and particle size of the sand medium (porosity) in removing the particles of suspended solids in the effluent, in the rainbow salmon (kind of fish ) farm in Sanandaj city. For this purpose, in the aquaculture farm located in Nanleh village of Sanandaj city, the effluent to the inlet part of the sand filter system was designed and implemented. In this design, first, a sample of sand filter produced by Karaj Sazeh company with two types of granulation (3.5 to 2 and 1.2 to 0.88 mm) in three single layer thicknesses (60, 40 and 20 cm) and we installed it with three different flow rates to conduct experiments. In this design, it was evaluated with 18 sand filter treatments at a working pressure of 25 meters Before and after the sand filter to report the inlet and outlet pressure, pressure gauge filter and sampling valve were installed. Also, in order to apply a working pressure of 25 meters by the skimmer, a pressure gauge was installed on the suction pipe of the skimmer. The performance of each treatment was evaluated in three non-consecutive repetitions until the backwash of the sand filter was reached. Before entering the crushed silica into the sand filter, the drop of the nozzles inside the sand filter was recorded by 2 meters in the working pressure After introducing the crushed silica inside the filter, in all treatments, the initial drop of the sand filter system was reported to be the same 2 meters drop of the nozzles. The results of this research showed that the porous medium created by crushed silica in different granularities and thicknesses in all treatments had no effect on the initial drop value, and for the initial drop of the sand filter, the drop of the nozzles was the same as 2 meters. It was recorded inside the sand filter Also, the particle size and the thickness of the sand porous medium only affect the time to reach the reverse washing of the sand filter, so the smaller the particle size and the higher the thickness, the shorter the time to reach the washing. The results showed that the S20-2.54M treatment had the lowest performance in terms of filtration removal efficiency by passing the suspended solids through the pores created due to the low thickness. Also, the S60-2.54m and S40-2.54m treatments had the best performance in terms of removal efficiency and retention rate of the sand filter, but because the volume of water passing through it, due to the early backwashing of the filter, performance within 15 minutes on average It was not acceptable, it is not recommended in the filtration system at all. In general, among all the treatments, the S60-1m and S40-1m treatments had the best performance and the S20-1M and S20-1.5M treatments had the worst performance In general, the results showed that the performance of the sand filter system, in addition to the thickness and size of the crushed siliceous particles inside it, is also very dependent on the environmental conditions of the farm, so that the higher the input concentration to the filter, the higher the removal efficiency, while the time Backwash reach is reduced. Also, the size of fine particles in low flow rates with high thickness had better efficiency than high flow rates with high thickness. In addition, it is suggested that when evaluating the performance of the sand filter, there should not be any time break during the tests, because it causes the creation of preferential currents and, as a result, causes errors during the test process.

Despite the implementation and development of pressurized irrigation systems to save water consumption, most of the lands in the country are still irrigated by surface irrigation. Considering that the most common method of irrigation in the country is surface irrigation, one of its disadvantages is its low efficiency, which is caused by poor management and its incorrect design. The option of increasing irrigation efficiency in the new era by using different software and models is one of the solutions that leads to achieving reliable levels of various irrigation parameters to increase the efficiency of the surface irrigation system. In this study, by using the data collected from three farms A, B and C located in the Zarine River plain of Miandoab, where farm A and B received three consecutive irrigations and farm C received two consecutive irrigations and, in each irrigation, three borders were collected and evaluated. The fields were irrigated using the border irrigation method. The research is generally presented in two parts and the main stage, field experiments and modeling. WinSRFR 5.1.1 software was used in this study. The primary evaluation was done using the two-point method of Elliott and Walker. To determine the coefficients of the Kastiakov-Lewis diffusion equation, the occurrence event analysis of the software was used. Then, the simulation section was used to calibrate the model (using advance time and recession time data collected in the field). Increasing irrigation efficiency, the solutions were divided into two parts, management and design parameters. In order to optimize management parameters (input flow rate and cut-off time), operational analysis section and optimization of design parameters (border length, slope and input flow rate) were used from physical design section. The value of the optimizer parameters was determined in such a way as to achieve maximum application efficiency and uniform distribution and reduction of deep penetration losses. In general, the results were presented in two parts, the results of model calibration and presentation of the best parameters of the infiltration equation, as well as the results of model optimization, which included optimal management and design parameters in the form of a table of management options and border irrigation design. The results showed that by establishing the condition of providing the minimum required depth from the beginning to the end of the borders, by determining the amount of input flow and the time of flow interruption, the application efficiency is created at acceptable levels, which in farm A, with a flow rate of 13.17 liters per second and the cut-off time was 213 minutes, in farm B, with a flow rate of 8.32 liters per second and the cut-off time was 132 minutes, and in farm C, with a flow rate of 23.93 minutes and cut-off time was 40 minutes, the maximum application efficiency and minimum deep infiltration losses were achieved. The values of the management parameters separately for farms, in order to achieve the sufficiency level of 75%, have also been presented. Optimization was also done for different combinations of design parameters. According to the results, for all three farms with increasing and decreasing the length of the borders and for ±25% and ±50% of the slope of the borders, the flow interruption time and the input flow per unit of width to each border in order to achieve the maximum application efficiency and the minimum deep infiltration losses to was achieved. Based on the results for farm A, with a length of 120 meters, a slope of 0.002 m/m and a flow rate per unit width of 2 liters per second, for farm B, with a length of 140 meters, a slope of 0.0005 m/m and a flow rate per unit width of 4 liters per second and for field C, with a length of 100 meters, a slope of 0.001 m/m and a flow rate per unit of width of 8 liters per second were recommended.

آبیاری قطره ای یکی از روش های نوین آبیاری است که به علت راندمان بالا می تواند جایگزینی مناسب برای روش های سنتی آبیاری باشد. در سیستم آبیاری قطره ای مانند سایر روش های آبیاری، برای به دست آوردن راندمان دلخواه باید پارامترهای تاثیرگذار در آن به خوبی مورد مطالعه قرار گیرند. چگونگی توزیع رطوبت در خاک یکی از مهمترین پارامترهای تاثیرگذار در این نوع سیستم آبیاری می باشد. با توجه به این که خاک های مورد استفاده در زراعت در اثر کشت و کار، اضافه کردن خاک و فعالیت ریشه گیاهان به خاکی با دولایه با چگالی های مختلف تبدیل می شوند، بنابراین مطالعه جبهه ی رطوبتی به وسیله قطره چکان ها در خاک های دولایه می تواند دقت تعیین ابعاد جبهه ی رطوبتی و بهبود بازدهی سیستم های آبیاری قطره ای را افزایش دهد. در این تحقیق، آزمایش ها در سه نوع دبی قطره-چکان (2، 4 و 6 لیتر در ساعت) بر روی سه نوع بافت خاک (سنگین، سبک و متوسط)، در 6 پروفیل خاک دو لایه انجام گردیدند. زمان آبیاری 6 ساعت بوده و تا 48 ساعت پس از آبیاری مقادیر جبهه پیشروی در فاز توزیع مجدد اندازه گیری شد. این آزمایش ها در یک محفظه پلکسی گلاس به ابعاد مشخص و با دیواره شفاف برای سامانه آبیاری سطحی پیوسته در خاک دولایه انجام شد. به منظور شبیه سازی جبهه رطوبتی از مدل رگرسیون غیرخطی استفاده گردید. شبیه سازی برای برآورد توزیع افقی، عمودی و مساحت خیس شدگی در دو فاز توزیع و توزیع مجدد صورت گرفت. نتایج حاصل از شبیه سازی داده ها نشان دادند که مدل رگرسیون غیر خطی در شبیه سازی توزیع افقی نسبت به توزیع عمودی عملکرد مناسب-تری داشت و همچنین مدل رگرسیون غیر خطی در شبیه سازی توزیع جبهه ی پیشروی رطوبت عملکرد بهتری نسبت به شبیه سازی توزیع مجدد رطوبتی داشت.

آبیاری قطره ای پالسی یکی از بهترین روشهای آبیاری است که شامل فاز آبیاری و استراحت می باشد که از کمترین میزان آب در واحد عملکرد استفاده می کند و با توجه به کاربرد متناوب آب در صورت طراحی و مدیریت بهینه آب در مزرعه افزایش راندمان و توزیع یکنواخت آب در خاک و جلوگیری از تلفات عمقی و رواناب راشامل می شود.که این امر مستلزم آگاهی از نحوه ی توزیع جریان آب در خاک به صورت افقی و عمودی دارد. به طورکلی در طراحی و اجرای سامانه های آبیاری، اطلاع از چگونگی توزیع جبهه پیشروی رطوبت و حتی توزیع مجدد جبهه پیشروی رطوبت در خاک و همچنین ابعاد جبهه رطوبتی از معیارهای مهمی است که باید در نظر گرفت. این معیارها شامل شکل )قطر و عمق خاک خیس شده( و سرعت پیشروی جبهه رطوبتی در خاک که تابعی از نوع خاک )بافت، ساختمان و هدایت هیدرولیکی خاک(، شدت و مدت زمان کاربرد آب( پالسی و پیوسته) می باشد.در این تحقیق، به منظور تعیین ابعاد جبهه رطوبتی در آبیاری پالسی در سیستم آبیاری قطره ای سطحی تحت منبع نقطه ای در خاک دولایه مدلی فیزیکی به شکل مکعب مستطیل به ابعاد 5/0×3×1متر(به ترتیب عرض، طول و ارتفاع) متر ساخته شد.در این تحقیق آزمایش ها برای سه نوع خاک با بافت های مختلف (سبک، متوسط، سنگین) در دو لایه، با سه نوع دبی قطره چکان (2، 4 و6 لیتر در ساعت)، با زمان مفید آبیاری 4 ساعت در 3 پالس که زمان قطع و وصل پالس ها (30-30، 20-40 و 40-20 دقیقه) که عدد اول زمان آبیاری و عدد دوم زمان استراحت سیستم در هر چرخه بود انجام شد . به منظور شبیه سازی جبهه ی رطوبتی از مدل هایدروس دوبعدی و رگرسیون غیر خطی استفاده شد. شبیه سازی برای قطر خیس شدگی، عمق خیس شدگی، مساحت خیس شدگی جبهه ی رطوبتی انجام شد. نتایج حاصل از شبیه سازی هایدروس نشان می دهد که در تیمارهایی ک لایه اول خاک سبک است نتیجه شبیه سازی قایل قبول بوده ولی در خاکی که لایه ای از تیمار، خاک سنگین می باشد هایدروس قادر به شبیه سازی دقیق نمی باشد. وهمچنین نتایج حاصل از رگرسیون غیر خطی نشان از عملکرد خوب این مدل داشت و میتوان عنوان کردکه رگرسیون غیر خطی در برآورد ابعاد جبهه ی رطوبتی دارای قابلیت بهتری نسبت به مدل هایدروس دو بعدی می باشد.

افزایش روزافزون جمعیت و نیاز به غذا موجب تمرکز بر کشت و زرع و افزایش زمین های زیرکشت در اکثر نقاط دنیا گردید. از سویی با کمبود منابع آب شیرین، به کارگیری روش مناسب آبیاری با کمترین میزان مصرف و کمترین تلفات آبی و بهترین راندمان، اهمیت بیشتری پیدا کرد. در این میان آبیاری قطره ای با کمترین میزان مصرف و تلفات پایین تر و همچنین قابلیت استفاده در زمین های ناهموار و شیب دار، مورد مقبولیت بیشتری واقع شد. برای دستیابی به بهترین عملکرد سیستم آبیاری قطره ای، شناخت جبهه ی رطوبتی حاصل از آبیاری توسط قطره چکان حایز اهمیت است. براین اساس پژوهش حاصل به بررسی و شبیه سازی جبهه ی رطوبتی حاصل ازآبیاری توسط یک قطره چکان پرداخته است. برای بررسی و اندازه گیری جبهه ی پیشروی رطوبت، دو مدل فیزیکی به ابعاد 120*120*60 سانتی متر(به ترتیب طول ، ارتفاع و عرض) و 140*120*70سانتی متر(به ترتیب طول ، ارتفاع و عرض) در محوطه ی دانشکده ی کشاورزی دانشگاه کردستان ساخته شد. جنس بدنه ی مدل ها از فلز و دیواره ی جلویی آن ها به منظور رویت پیشروی رطوبت در زمان های مختلف، از پلی کربنات شفاف ساخته شد. در این پژوهش تاثیر سه عامل؛ دبی قطره چکان (2 ،4 و 6 لیتر برساعت) ، شیب زمین (0، 10،20و30 درصد) وبافت خاک ( سنگین، متوسط و سبک)، بر پیشروی جبهه ی رطوبتی مورد بررسی قرار گرفت. در این پژوهش جبهه ی رطوبتی در زمان ها ی 180، 120،50،60،1،3،5،7،10،20،30،40 دقیقه در حین آبیاری(فاز توزیع)و در زمان های48،24،6،3 ساعت پس از قطع آبیاری(فاز توزیع مجدد) اندازه گیری شد. با استفاده از نرم افزارهای گرافر و اتوکد، مختصات نقاط به دست آمد. با به کارگیری مدل تجربی رگرسیون غیرخطی، شبیه سازی جبهه ی رطوبتی در فازهای توزیع و توزیع مجدد انجام گرفت. نتایج نشان داد که این مدل در شبیه سازی جبهه ی رطوبتی در دو فاز توزیع و توزیع مجدد برای تمامی تیمارها، عملکرد مناسبی داشت. همچنین عامل شیب تاثیر مستقیم بر پیشروی افقی جبهه و تاثیر عکس بر پیشروی عمودی جبهه ی رطوبتی داشت.

ابعاد جبهه ی رطوبتی تأثیر قابل توجهی در کمیت و کیفیت عملکرد گیاهان زراعی دارد، به طوری که اگر ابعاد جبهه ی رطوبتی کمتر از حد مورد نیاز گیاه باشد، گیاه نمی تواند آب کافی را جذب نماید که این امر موجب کاهش عملکردگیاه می شود و اگر چنانچه ابعاد جبهه ی رطوبتی بیش تر از حد مورد نیاز گیاه باشد، باعث تلفات آبیاری می شود، پس با اصلاح ابعاد جبهه ی رطوبتی می-توان راندمان کاربرد را افزایش داد. با توجه به این که بیش تر زمین های کشاورزی تحت کشت در اکثر مناطق دنیا مسطح یا دارای شیب ملایم نبوده، شناخت کامل جبهه ی رطوبتی در اراضی شیب دار جهت مدیریت و بهره برداری صحیح از سیستم های آبیاری قطر ه ای امری ضروری می باشد. در این تحقیق، برای شبیه سازی جبهه پیشروی رطوبت در خاک در آبیاری قطره ای سطحی در اراضی شیب دار دو مدل فیزیکی به شکل مکعب مستطیل یکی به ابعاد 6/0×20/1×20/1متر(به ترتیب عرض، طول و ارتفاع) و دیگری به ابعاد 7/0×40/1×20/1 متر ساخته شد. از مدل کوچکتر برای انجام آزمایش ها با دبی کمتر و از مدل بزرگتر برای آزمایش ها با دبی بیشتر استفاده شد. در این تحقیق آزمایش ها برای چهار شیب مختلف (0، 10، 20 و 30 درصد)، سه نوع خاک با بافت های مختلف (سبک، متوسط، سنگین)، با سه نوع دبی قطره چکان (2، 4 و6 لیتر در ساعت)، در زمان آبیاری3 ساعت صورت پذیرفت. جهت شبیه سازی جبهه ی رطوبتی از مدل هایدروس دوبعدی و شبکه عصبی مصنوعی استفاده شد. شبیه سازی برای شعاع خیس شدگی پایین دست قطره چکان، شعاع خیس شدگی بالادست قطره چکان، قطر خیس شدگی، مساحت خیس شدگی پایین دست قطره چکان، مساحت خیس شدگی بالادست قطره چکان، مساحت کل و عمق خیس شدگی جبهه ی رطوبتی انجام شد. نتایج حاکی از دقت خوب مدل هایدروس دو بعدی در شبیه سازی ابعاد جبهه ی رطوبتی در سیستم آبیاری قطره ای می باشد، همچنین نتایج نشان دادند که مدل هایدروس دو بعدی در اراضی مسطح نسبت به اراضی شیب دار دارای قابلیت بهتری می باشد. از دیگر نتایج به دست آمده این است که شبکه عصبی در برآورد ابعاد جبهه ی رطوبتی دارای قابلیت بهتری نسبت به مدل هایدروس دو بعدی می باشد.

آبیاری قطره ای پالسی یا متناوب از جدیدترین روش های آبیاری است که کاربرد حجم پایین آب را به همراه دارد. کاربرد متناوب آب در آبیاری قطره ای باعث می شود که پیشروی با آب کمتری نسبت به جریان پیوسته تکمیل شود که بر روی الگوی رطوبتی خاک تأثیر می گذارد. تعیین الگوی جبهه رطوبتی برای طراحی مناسب آبیاری قطره ای ضروری است. این تحقیق بر روی سه نوع خاک با بافت های مختلف (سبک، متوسط و سنگین)، با سه نوع دبی قطره چکان (2، 4 و 6 لیتر در ساعت)، در سه عمق مختلف نصب قطره چکان (صفر، 15 و 30 سانتی متری) بعد از 4 ساعت از زمان آبیاری مورد ارزیابی قرار گرفت و تا 66 ساعت پس از آبیاری مقادیر جبهه پیشروی توزیع مجدد اندازه گیری شد. این آزمایش ها در یک محفظه پلکسی گلاس به ابعاد مشخص و با دیواره شفاف برای دو نوع سیستم آبیاری پیوسته و پالسی به انجام رسید که در آبیاری پالسی، زمان قطع و وصل پالس ها (30-30، 20-40 و 40-20 دقیقه) که عدد اول زمان آبیاری و عدد دوم زمان استراحت سیستم در هر چرخه خواهد بود. از مدل رگرسیون غیرخطی جهت شبیه-سازی جبهه رطوبتی در شرایط مشابه استفاده شد. به منظور برآورد دقت مدل رگرسیون غیرخطی توزیع رطوبت مشاهداتی و شبیه سازی شده در خاک برای جریان پالسی و پیوسته مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج حاصل از ارزیابی مدل های ارائه شده برای توزیع پیشروی آب در جهات مختلف موقع آبیاری و پس از اتمام آبیاری، سرعت ظاهری پیشروی جبهه رطوبتی در خاک و سطح خیس شده توزیع حین آبیاری و توزیع مجدد و همچنین ضرایب همبستگی بالای بین مقادیر اندازه گیری و شبیه سازی شده در خاک های مورد بررسی نشان داد که این مدل ها دارای عملکرد مناسبی می-باشد و می توان با بکارگیری این روابط در طراحی سامانه های آبیاری، عملکرد آبیاری قطره ای پیوسته و پالسی را افزایش داد.

با توجه به محدودیت منابع آب در کشور، یکی از راهکارهای مهم، استفاده از منابع آب غیرمتعارف همانند پساب تصفیه شده در بخش کشاورزی و اعمال مدیریت های کم آبیاری است. به همین منظور در این تحقیق به بررسی اثر استفاده از پساب تصفیه شده شهری بر عملکرد گیاهان ذرت و گوجه فرنگی و توزیع فلزات سنگین (آرسنیک، آهن، روی، مس و منگنز) و نیترات پرداخته شده است. این آزمایش در قالب طرح کامل تصادفی در 3 تکرار، در سال 94-1393 در گلخانه دانشکده کشاورزی دانشگاه کردستان در شهر سنندج انجام شد. تیمارهای این آزمایش شامل تیمارهای کم آبیاری (50%، 75% و 100% نیاز آبی با پساب با دور آبیاری یکسان 3 روزه) و تیمارهای دور آبیاری (1 روزه، 3 روزه و 5 روزه با 100% نیاز آبی یکسان با پساب) و تیمار 100% نیاز آبی با آب معمولی با دور آبیاری 3 روزه میباشد. در این تحقیق مقدار آب مورد نیاز گیاهان با استفاده از نرم افزار (cropwat.8) و متناسب با شرایط گلخانه ای محاسبه گردید. نتایج این پژوهش نشان می دهد که اثر سطوح مختلف آبیاری با پساب در گیاه گوجه فرنگی فقط بر وزن خشک برگ ها، قطر و وزن متوسط میوه معنیدار نبوده اما بر سایر اجزای عملکرد گوجه فرنگی همانند وزن تر و خشک ریشه، ارتفاع ساقه، وزن خشک ساقه، تعداد برگ های مرکب، وزن کل برگ ها، شاخص سطح برگ و وزن تر یک برگ مرکب در سطح 5% و بر طول ریشه، وزن تر ساقه و تعداد کل میوه ها در سطح 1% معنی دار شد. و در گیاه ذرت فقط در تعداد برگ های مرکب و وزن تر و خشک ریشه معنی دار نبوده است اما برای اجزای عملکرد ذرت مانند طول ریشه، ارتفاع ساقه، وزن تر برگ، وزن خشک برگ، قطر متوسط بلال، شاخص سطح برگ، وزن هزاردانه، طول بلال و قطر ساقه در سطح 5% و برای شاخص های وزن تر و خشک ساقه در سطح 1% معنی دار شد. اثر سطوح مختلف آبیاری با پساب بر توزیع نیترات و فلزات سنگین در بیشتر نقاط اندازه گیری شده در خاک کشت شده با گیاهان گوجه فرنگی و ذرت در سطح 1% معنی دار بوده است.