پديد آورندگان :
داد كرمي، علي سازمان تحقيقات كشاورز ي و منابع طبيعي - مركز تحقيقات و آموزش كشاورزي و منابع طبيعي استان فارس - بخش تحقيقات خاك و آب، شيراز , همايي، مهدي دانشگاه تربيت مدرس - دانشكده كشاورزي - گروه آبياري و زهكشي
كليدواژه :
تغييرپذيري مكاني , مدل‌سازي , نفوذ آب به خاك , هندسه فركتالي
چكيده فارسي :
بيان كمّي تغييرپذيري مكاني ويژگي‌هاي هيدروليكي خاك براي برنامه‌ريزي، مديريت و بهره‌برداري بهينه از آن اهميت فراوان دارد. اندازه‌گيري نفوذ آب به خاك بسيار پرهزينه و زمان‌بر است. ساختمان خاك نيز اهميت زيادي در نفوذ آب به خاك دارد. هدف از اين پژوهش، تعيين تغييرپذيري مكاني نفوذ آب به خاك، انتخاب مدل مناسب نفوذ و محاسبه پارامترهاي مدل‌هاي مربوطه، كمّي‌سازي ساختمان خاك با استفاده از هندسه فركتالي و تخمين پارامترهاي نفوذ آب به خاك با استفاده از ويژگي‌هاي خاك و پارامترهاي فركتالي بود. بدين‌منظور، نفوذ آب به خاك در 161 مكان و در يك شبكه منظم 500 ×500 متري، با استفاده از استوانه‌هاي دوگانه با بار ثابت اندازه‌گيري شد. تمام داده‌هاي به‌دست آمده، به سه مدل انتخابي نفوذ آب به خاك برازش داده شدند. جرم ويژه ظاهري، مقدار رطوبت خاك، توزيع اندازه ذرات خاك، توزيع اندازه خاكدانه‌ها، مقدار كربن آلي، رطوبت اشباع خاك، قابليت هدايت الكتريكي و pH خاك نيز اندازه‌گيري شدند. براي بيان كمّي ساختمان خاك، پارامترهاي فركتالي با استفاده از مدل فركتالي ريو و اسپوزيتو و ميانگين وزني قطر خاكدانه‌ها و ميانگين هندسي قطر خاكدانه‌ها محاسبه شد. نتايج نشان داد كه سرعت نفوذ پايه در بيشتر ايستگاه‌ها كم (31/11-1/11) و ميانگين آنها 6/69 سانتي‌متر بر ساعت بود. با استفاده از روش حداقل مجموع مربعات، مدل فيليپ با بيشترين ضريب تبيين به‌عنوان بهترين مدل انتخاب شد. توزيع اندازه خاكدانه‌ها رفتاري فركتالي داشت و همبستگي معني‌داري بين پارامترهاي نفوذ آب به خاك با پارامترهاي فركتالي و ديگر ويژگي‌هاي خاك وجود داشت.
چكيده لاتين :
Quantitative description of the spatial variability of soil hydraulic characteristics is crucial for planning, management
and the optimum application. Field measurement of infiltration is very expensive, time-consuming and laborious. Soil
structure also important effects on water infiltration in the soil. The objectives of this study were to determine the
spatial variability of water infiltration, to select the most appropriate infiltration model, to calculate the parameters of
relevant models, and to quantify the soil structure by using the fractal geometry. Infiltration parameters were estimated
by using some physical soil properties, as well as fractal parameters, in this research. To achieve these purposes, 161
sites were selected and their infiltration was measured by using the constant head double-ring infiltrometers method in a
systematic array of 500*500 m. The observed infiltration data from all examined sites were fitted to three selected
infiltration models. Soil bulk density (BD), soil water content, soil particle size distribution, soil aggregate size
distribution (ASD), organic carbon content (OC), saturation percentage (SP), soil pH and electrical conductivity (EC)
were also measured in all 161 sites. For the quantitative assessment of soil structure, the aggregate size distribution,
fractal parameters of the Rieu and Sposito model as well as the mean weight diameters (MWD) and geometric mean
diameter (GMD) were also obtained. The obtained results indicated that the infiltration rates of the studied areas had
generally low basic infiltration rates (1.1-31.1 cm hr-1) for most sites with the average of 6.69 cm hr-1. According to all
obtained results and based on the least-square method, the Philip model was selected as the best performing model to
account for infiltration. The aggregate size distribution demonstrated a fractal behavior, and the infiltration parameters
could be significantly correlated with the fractal parameters and other soil physical properties.
