بررسي تغييرات مكاني نفوذپذيري خاك با استفاده از روش‌هاي تجربي و زمين‌آماري در دشت ساحلي بهشهر - گلوگاه

Evaluation of Spatial changes in Soil infiltration Using Experimental and Geostatistical Methods in coastal plain of Behshahr-Galugah

فرآيند نفوذ در هيدرولوژي سطحي و زيرسطحي نقشي مهم ايفا كرده و عامل كليدي در تمام معادلات بارش و رواناب مي باشد. پژوهش حاضر، به­ منظور بررسي نفوذپذيري خاك در منطقه بهشهر - گلوگاه انجام پذيرفت. از آنجايي‌ كه بيشتر محصولات كشاورزي اين منطقه در اراضي دشتي و ساحلي كشت مي ­شود، هم­چنين با توجه به اهميت نفوذ­پذيري آب در خاك در اراضي كشاورزي، مطالعات نفوذ­پذيري در اين منطقه ضروري به نظر مي­رسد. بدين منظور، يك شبكه 8Km×10Km براي نمونه برداري در نظر گرفته شده و در مجموع 80 نقطه براي نمونه­ برداري انتخاب گرديد. اندازه گيري نفوذ آب در خاك با استفاده از روش استوانه تك ­حلقه با در نظر گرفتن ارتفاع نفوذ يك سانتي ­متر و زمان متغير، انجام پذيرفت. پس از برداشت نفوذ مشاهده اي، با استفاده از دو معادله هورتون و كوستياكوف، برآورد سرعت نفوذ آب در خاك نسبت به مقادير مشاهده­‌اي انجام و مورد ارزيابي قرار گرفت. جهت انتخاب مدل مناسب، آماره­ هاي سنجش خطا شامل مجذور ميانگين مربعات خطا، خطاي نسبي و ضريب ناش ساتكليف براي هر معادله مورد سنجش قرار گرفت كه مقادير اين آماره ­ها در ارتباط با معادله هورتون به­ ترتيب 5/55، 24/61 و 0/98 و براي معادله كوستياكوف به ­ترتيب 8/5، 34/14 و 0/96 به ­دست آمد. نتايج نشان داد كه معادله هورتون داراي دقت بيشتري نسبت به معادله كوستياكوف در برآورد ميزان نفوذ نسبت به مقادير مشاهده‌اي در اين منطقه مي­ باشد. همچنين، بررسي تغييرات مكاني نرخ نفوذپذيري با كمك نرم­ افزار GS+ نشان داد كه تمامي تغييرنماهاي متغير مورد مطالعه همسان­گرد مي‌باشند و وابستگي مكاني قوي بين نفوذپذيري آب در خاك وجود داشته است.

Infiltration plays an important role in surface and subsurface hydrology and is a key factor in the whole rain fall-run off equations. This research was carried out Behshahr- Galugah coastal plain. With attention to most agricultural crops of region are grown in this plain and the importance of water permeability in soils, permeability studies in this area seem necessary. 10 km × 8 km grid was used to sample with the grid cell size is 1000 m2. Measuring water infiltration was performed using a single cylindrical ring considering infiltration height of 1 cm and variable time. After the measurements, the infiltration rate of the soil was estimated using both Horton and Kostiakov equations and was compared to the observed values. For selection of an appropriate model evaluation criteria including RMSE, RE and NSS for each equation were used. The values of these criteria for Horton equation were 5.55, 24.61 and 0.98 and for Kostiakov equation were equal to 8.5, 64.14 and 096, respectively. The results showed that the Horton equation has more accuracy in estimation of infiltration to Kostiakov equation compared with observed values in this region. Also investigation of spatial variability of permeability rate with GS+ version 5 software was showed that semivariogram of variable was isotropic and there was strong spatial dependence between water permeability.