hydraulic conductivity
در نشریات گروه آب و خاک-
ارزیابی سامانه های زهکشی به محققان و برنامه ریزان کمک می کند تا نقاط قوت و ضعف در این سامانه ها را بررسی کرده و در طرح های آینده اصلاح کنند. در پژوهش حاضر، به ارزیابی عملکرد سامانه زهکشی اجراشده در شبکه آبیاری و زهکشی گمبوعه، واقع در اراضی کشاورزی شهرستان حمیدیه پرداخته شد. مساحت این شبکه بالغ بر 6000 هکتار است و آزمایش های میدانی در سال 1402 طی سه مرحله آبیاری درکشت گندم و برای سه مزرعه هر یک به مساحت حدود 8 هکتار، با تعداد خطوط زهکش در هر مزرعه 3 زهکش و با فواصل زهکش های زیرزمینی 50، 75 و 80 متری، انجام شد. در این پژوهش به بررسی تغییرات سطح ایستابی و خروج شوری از پروفیل خاک و اندازه گیری شاخص های طراحی زهکش های زیرزمینی پرداخته است. جهت قرائت نوسانات سطح آب ایستابی، چاهک های مشاهده ای در فواصل 3/0، 8/0، 5/1، 5/2 و 15 متری و وسط زهکش های زیرزمینی نصب شدند. فواصل نصب چاهک های مشاهده ای بین دو خط زهکش در فواصل 1/4L، 2/4L، 3/4L و 25 متری از خروجی زهکش بود. نتایج نشان داد که مقدار هدایت هیدرولیکی به طور متوسط در مزارع به طور واقعی 95/0 و در شرایط طراحی 89/0 متر بر روز و مقدار ضریب زهکشی به طور واقعی 36/2 و در شرایط طراحی 6/2 میلی متر بر روز در نظر گرفته شده بود.. همچنین، بررسی روابط پیشنهادی برای طراحی سامانه زهکشی نشان داد که رابطه ی دام بالاترین دقت و رابطه ی وان شیلفگارد بیشترین خطا را در تعیین سطح ایستابی داشت. شاخص کنترل عمق سطح ایستابی بین 82/0 تا 11/1 و شاخص کنترل خروج شوری از خاک بین 3/0- تا 9/0- قابل قبول بود. شاخص عملکرد محصول، در محدوده ی (86/0-78/0) به دست آمد. درمجموع، پس از چهار سال از اجرای این سامانه زهکشی، بهره وری تولید گندم نسبت به شرایط فاقد زهکشی، به طور متوسط از 55/2 تن در هکتار به 1/4 تن در هکتار، حدود 62 درصد افزایش یافت.کلید واژگان: زهکش زیرزمینی، شوری، هدایت هیدرولیکی، ضریب زهکشیEvaluation of drainage systems helps researchers and planners to examine the strengths and weaknesses of these systems and improve them in future plans. For this reason, in the present study, the performance of the drainage system implemented in the Gamboa irrigation and drainage network, located in the agricultural lands of Hamidieh city, was evaluated. In this research, she investigated the changes in water table level and salinity exit from the soil profile and measured the design indicators of underground drains. In order to read the water level fluctuations of the reservoir, observation wells were installed at intervals of 0.3, 0.8, 1.5, 2.5 and 15 meters and in the middle of the underground drains. The installation intervals of the observation wells between two drainage lines were 1/4L, 2/4L, 3/4L and 25 meters from the drain outlet. The results showed that The average hydraulic conductivity value in fields was 0.95 in reality and 0.89 m/day in design conditions, and the drainage coefficient value was 2.36 in reality and 2.6 mm/day in design conditions. Also, the examination of the proposed relationships for the design of the drainage system showed that Damm's relationship had the highest accuracy and Van Schilfgaard's relationship had the highest error in determining the water level. The control index of the depth of the ponding surface was between 0.82 and 1.11 and the control index of salinity exit from the soil was acceptable between -0.3 and -0.9. Product performance index was obtained in the range of (0.86-0.78). In total, after four years of the implementation of this drainage system, the productivity of wheat production increased by 62% from 2.55 tons per hectare to 4.1 tons per hectare compared to the conditions without drainage.Keywords: Underground Drain, Salinity, Hydraulic Conductivity, Drainage Coefficient
-
کاربرد کنسرسیوم باکتریایی مولد بیوسورفکتانت و تجزیه کننده نفت در افزایش ضریب آبگذری خاک آلوده به TPH
آلودگی نفتی به عنوان یکی از تهدیدات مهم حوزه حاصلخیزی خاک و تولیدات گیاهی شناخته شده است. آلودگی ناشی از هیدروکربنهای نفتی، با کاهش هدایت هیدرولیکی خا ک ها، منجر به افزایش فرسایش و رواناب و کاهش رشد گیاه می شود. یکی از راه های اصلاح خاک های آلوده به هیدروکربن های نفتی، استفاده از میکروارگانیسم های مولد بیوسورفکتانت با قابلیت تجزیه هیدروکربن های نفتی است. در این مطالعه توانایی سویه های باکتریایی موثر در تجزیه نفت خام شامل: Dietzia aerolata PS14B1، Kocuria salina PS12B2 و Mesobacillus harenae PS9D12 در قالب یک کنسرسیوم میکروبی در تغییرات ضریب آبگذری یک خاک آلوده به نفت با آلودگی زیاد بررسی شدند. در آزمون توانایی رشد سویه ها و تجزیه هیدروکربن های نفتی در محیط پایه معدنی بعد از 7 روز گرماگذاری، نتایج نشان داد که سویه های PS14B1، PS12B2 و PS9D12 به ترتیب موفق به کاهش هیدروکربن های نفتی کل (TPH) به میزان 63/25 %، 11/24 % و 83/22 % شدند که تفاوت معنی داری با شاهد داشتند (P<0.05). نتایج آزمایشات تلقیح سویه ها در محیط خاک و بعد از 30 روز انکوباسیون نشان داد، کنسرسیوم فوق موفق به افزایش هدایت هیدرولیکی خاک از 18/1 به 12/9 سانتی متر بر ساعت شده است که نسبت به تیمار شاهد (24/3 سانتی متر بر ساعت) معنی دار بود. بنابراین، می توان از این سویه ها در اصلاح پایدار محل های آلوده به ترکیبات نفتی و تعدیل وضعیت آبگذری خاک های آلوده استفاده کرد.
کلید واژگان: آلودگی نفتی، بیوسورفکتانت، تجزیه زیستی، نفت خام، هدایت هیدرولیکیOil pollution is recognized as one of the significant threat to soil fertility and plant production. Pollution caused by petroleum hydrocarbons, reduces the hydraulic conductivity of soils, leading to increased erosion and runoff, and decreased plant growth. One practical approach for remediating soils contaminated with petroleum hydrocarbons is using biosurfactant-producing microorganisms that can degrade these compounds. This study examined the efficacy of a microbial consortium comprising the bacterial strains Dietzia aerolata PS14B1, Kocuria salina PS12B2, and Mesobacillus harenae PS9D12 in altering the permeability coefficient of soil contaminated with high pollution (TPH). In the hydrocarbon growth and degradation test in the mineral base medium after seven days of incubation, the results showed that strains PS14B1, PS12B2, and PS9D12 were successful in reducing Total Petroleum Hydrocarbons (TPH) by 25.63%, 24.11%, and 22.83%, respectively, which was significantly different from the control (P<0.05). The inoculation of the bacterial strains into the soil and subsequent 30-day incubation demonstrated a significant increase in soil hydraulic conductivity, from 1.18 cm h-1 to 9.12 cm h-1, compared to the control treatment (3.24 cm h-1). These findings suggest that the bacterial consortium holds potential for the sustainable remediation of oil-contaminated sites and the enhancement of soil permeability in polluted areas.
Keywords: Biodegradation, Biosurfactant, Crude Oil, Hydraulic Conductivity, Oil Pollution -
خاک به عنوان یکی از عوامل اصلی در تولید محصولات کشاورزی به شمار می رود که استفاده از آن می بایست بر اساس اصول صحیح و علمی صورت پذیرد تا بتوان از آن در تولید محصولات کشاورزی به عنوان یک منبع پایدار در کشاورزی استفاده کرد. برای انجام این تحقیق منطقه ای به وسعت 50000 هکتار در دشت ارزوئیه انتخاب می شوند. دشت ارزوئیه از مناطق مهم و مستعد کشت محصولات زراعی استان کرمان می باشد که انتخاب الگوی کاشت مناسب می تواند در استفاده بهینه از منابع اب و خاک موثر باشد. جهت انجام طرح با بررسی نقشه های خاکشناسی در واحد های خاک انتخابی، نمونه های خاک تا عمق150 سانتی متری تهیه و بر روی نمونه ها آزمایشهای فیزیکی و شیمیایی مورد نیاز انجام گردید. پس از اتمام عملیات میدانی و دریافت نتایج حاصله از تجزیه های آزمایشگاهی نمونه های خاک، نسبت به تعیین نوع و مقدار محدودیت های موجود در هر یک از اجزاء واحدهای اراضی و برای هر یک از انواع کاربری های اصلی اقدام شده است. در نهایت با استفاده از نرم افزار اکسل برخی مشخصات پروفیل های خاک نظیر هدایت هیدرولیکی، درصد آهک، کربن آلی و رس در اراضی تحت کشت و بکر با هم مقایسه شد و تاثیر تغییر کاربری در آنها مورد ارزیابی قرار گرفت. بررسی تغییرات ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک ها پس از تغییرکاربری، نه تنها می تواند نمایانگر اثرها و پیامدهای این تبدیل باشد بلکه می تواند راهنمایی در تعیین چگونگی رویارویی با این مشکل و جلوگیری از تخریب و نابودی بیش از پیش خاک این اراضی باشد.کلید واژگان: ارزیابی اراضی، محصولات زراعی، دشت ارزوئیه، هدایت هیدرولیکیSoil is considered as one of the main factors in the production of agricultural products, To carry out this research, an area of 50,000 hectares is selected in Ghaderabad plain. Ghaderabad plain is one of the important and prone areas of Kerman province for the cultivation of crops, and the selection of a suitable planting pattern can be effective in the optimal use of water and soil resources. In order to carry out the project, soil samples were prepared up to a depth of 150 cm, and the necessary physical and chemical tests were performed on the samples. After completing the field operations and receiving the results of the laboratory analysis of the soil samples, it has been determined the type and amount of restrictions in each of the components of the land units and for each of the main uses. Finally, using Excel software, some characteristics of soil profiles such as hydraulic conductivity, percentage of lime, organic carbon and clay in cultivated and virgin lands were compared and the effect of land use change was evaluated. Examining the changes in the physical and chemical characteristics of the soil after the change of use can not only represent the effects and consequences of this transformation, but it can also be a guide in determining how to face this problem and prevent further degradation and destruction of the soil.Keywords: Lands Evaluation, Crops, Orzoieh Plain, Hydraulic Conductivity
-
طراحی درست شبکه های آبیاری و زهکشی نیاز به برآورد دقیق پارامترهای مربوطه دارد که با استفاده از روش های جدید تخمین این امر امکان پذیر می گردد، از پارامترهای مهمی که در تعیین فاصله زهکشها، موثر می باشند میتوان به عمق لایه غیر قابل نفوذ و هدایت هیدرولیکی منطقه اشاره نمود. از آنجا که روش-های جدید درون یابی بر پایه زمین آمار، با در نظر گرفتن تغییرات مکانی متغیرها نواقص روش های کلاسیک را کاهش داده اند. لذا در این تحقیق پارامتر عمق لایه غیر قابل نفوذ و هدایت هیدرولیکی به روش های زمین آماری برآورد گردیده و با روش پولیگون بندی تیسن در تعیین فاصله زهکش ها، که روش معمول در طرحهای زهکشی می باشد مقایسه گردید. نتایج نشان داد که در تعیین عمق لایه غیر قابل نفوذ و هدایت هیدرولیکی به ترتیب، روش کریجینگ ساده و کیریجینگ عمومی با ضریب تبیین 83/0 و 89/0ریشه میانگین مربعات خطا 26/0 و 67/2 (متر) دارای بهترین نتایج می باشند. همچنین بهترین نیم تغیر نما برازش داده شده به ترتیب نیم تغیر نما نمایی با اثر قطعهای صفر و سقف 37/1 و نیم تغیر نما کروی با سقف 027/0 و اثر قطعه ای 003/0 محاسبه گردید که نشان دهنده استحکام ساختار فضایی منطقه و تاثیر کامل مولفه ساختار دار بر مدل نیم تغیر نما منطقه بود. همچنین برآورد فاصله زهکش ها، در حالت همگام و ناهمگام در روش کیریجینگ در اعماق مختلف نصب زهکش ها، کمتر از روش تیسن برآورد گردید و با در نظر گرفتن مناطق با هدایت هیدرولیکی بیش از یک متر در روز، اختلاف دو روش در برآورد فاصله زهکش ها به 11 درصد افزایش یافت.کلید واژگان: طراحی زهکش ها، عمق لایه غیر قابل نفوذ، کیریجینگ، هدایت هیدرولیکی، بهینه سازیDesign of irrigation and drainage networks requires accurate estimation of relevant parameters, which is made possible using new estimation methods. Important parameters useful in determining drain spacing include the depth of the hardpan and the hydraulic conductivity of the area. New interpolation methods based on geostatistics take into account spatial variations in variables, thereby reducing the inaccuracies of traditional methods. Therefore, this study uses geostatistical and Thiessen's polygon methods, which is a common method in drainage design, to estimate hardpan depth and hydraulic conductivity parameters for estimating drainage distance. The results show that simple kriging and universal kriging methods with determination coefficients of 0.83 and 0.89 and root mean square errors of 0.26 and 2.67 (meters) achieve the best results for determining the depth and permeability of impermeable layers, respectively. Also, the best fitted variogram respectively were calculated as an exponential variogram with zero nugget effect and 1.37 sill and a spherical variogram with a sill of 0.027 and 0.003 nugget effect. showed the strength of the spatial structure of the area and the full impact of the structured component on the variogram model of the parameters. Also, the results showed that the distance of drains is uniform and non-uniform condition at different depths of the installation of drains, in kiriging method were calculated less than thiessen method. And with taking into account areas with hydraulic conductivity of more than one meter per day, the difference between the two methods in estimating the distance of the drains increased to 11%.Keywords: Drainage Design, Hardpan Depth, Kriging, Hydraulic Conductivity, Optimization
-
جریان سطحی عامل اصلی فرسایش خاک است که در شیب های ملایم باعث فرسایش ورقه ای و بین شیاری می شود. ویژگی های خاک از عوامل مهم در مقدار و سرعت جریان سطحی طی بارندگی است. این مطالعه به منظور بررسی نقش ویژگی های خاک در مقدار تولید جریان سطحی و تغییرات زمانی آن در بافت های مختلف خاک انجام شد. هشت بافت مختلف خاک در کرت های 1 متر × 2/1 متر و تحت هفت بارندگی شبیه سازی شده با شدت 60 میلی متر در ساعت به مدت 60 دقیقه قرار گرفتند و نمونه های جریان سطحی در هر رویداد جمع آوری شدند. نتایج نشان داد که جریان سطحی تولید شده در بین شیارها تحت تاثیر بافت خاک قرار گرفت (01/0 p<) و بیشترین جریان سطحی در خاک رسی و کمترین آن در خاک شنی بود. مقدار تولید جریان سطحی به طور موقت در طی بارندگی افزایش یافت و پس از رسیدن به مقدار اوج روند ثابتی داشت. زمان رسیدن به جریان اوج در خاک های ریزبافت کوتاه بود. تحلیل همبستگی نشان داد که جریان سطحی به طور معنی داری تحت تاثیر برخی ویژگی های خاک (شن، سیلت، رس، چگالی ظاهری، سنگ ریزه، هدایت هیدرولیکی، کربنات کلسیم، گچ و درصد سدیم تبادلی) است. با افزایش هدایت هیدرولیکی خاک، جریان سطحی به طور معنی داری در خاک ها کاهش یافت. تحلیل رگرسیون خطی نشان داد که درصد شن مهمترین عامل موثر بر جریان سطحی در خاک های منطقه نیمه خشک است. بنابراین مهار جریان سطحی در خاک-های با درصد بالایی از سیلت و رس برای جلوگیری از فرسایش بین شیاری در خاک های نیمه خشک ضروری است.
کلید واژگان: باران شبیه سازی شده، بافت خاک، رواناب، فرسایش بین شیاری، هدایت هیدرولیکیSurface runoff is the main factor eroding soil which causes sheet and interrill erosion in gentle slopes. It started when water infiltration would be lower than rainfall intensity during rainfall event. Soil properties can vary amount and rate of surface runoff during rainfall. This study was carried out to investigate the role of soil properties in amount of surface runoff generation and its temporal variations in different soil textures. Eight soil textures placed in 1 m × 1.2 m plots were exposed under seven simulated rainfalls with 60 mm h-1 in intensity for 60 min. Runoff samples were collected for 5-min intervals during each event. Results indicated that various soil physicochemical properties are different among the soils. Surface runoff varied among the soils and the highest runoff (55.51 mm) was in clay, while sand didn’t produce any runoff during rainfall. Surface runoff production rate temporally increased during rainfall and reached to a pick after about 30-50 min. Time to pick was very short (30 min) in fine textured soils. The correlation analysis showed that surface runoff is significantly affected by sand, silt clay, bulk density, gravel, hydraulic conductivity, calcium carbonate, gypsum and ESP. With an increase in soil hydraulic conductivity, surface runoff was inversely differed. Linear regression analysis showed that sand percentage is the most important factor controlling surface runoff in semi-arid soils. Controlling surface runoff in the soils with lower percentage of sand as well as hydraulic conductivity is essential to prevent sheet and interrill erosion in semi-arid soils.
Keywords: Hydraulic conductivity, Inter-rill erosion, runoff, Simulated rain, Soil texture -
زمینه و هدف
امروزه با افزایش نیاز آبی در بخش های مختلف میزان برداشت از آب های زیرزمینی در حال افزایش است و این امر منجر به افت بیشتر تراز آب، درآبخوان های استان مرکزی شده است. یکی از مناسب ترین روش ها برای مدیریت بهینه منابع آب زیرزمینی، تجزیه و تحلیل رفتار آبخوان ها در شرایط مختلف با استفاده از مدل های ریاضی است. هدف از این تحقیق بررسی اثرات برداشت مصارف کشاورزی و صنعتی بر تراز آب زیرزمینی دشت شازند در استان مرکزی و تاثیر افزایش 20 درصدی راندمان آبیاری در اراضی کشاورزی در صورت توسعه سیستم های تحت فشار و کم مصرف با استفاده از مدل عددی GMS می باشد.
روش پژوهش:
ابتدا مدل مفهومی و عددی آبخوان شازند در نرم افزار GMS اجرا شده و در حالت ماندگار واسنجی شد. سپس مدل در حالت غیرماندگار برای دوره آماری مهر 1394 تا شهریور 1398 واسنجی شد. برای بررسی واکنش های مدل به ازای تغییرات پارامتر های مهم و موثر، آنالیز حساسیت مدل انجام شد و مدل برای دوره آماری مهر 1398 تا شهریور 1400 صحت سنجی شد. سپس تغییرات تراز آب زیرزمینی در آبخوان تحت دو سناریوی مدیریتی مرجع و افزایش راندمان آبیاری مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. در سناریوی مرجع با فرض ادامه وضع موجود و در سناریوی افزایش راندمان با فرض افزایش 20 درصدی راندمان آبیاری، شبیه سازی تغییرات تراز آب زیرزمینی در کل دشت شازند برای 20 سال آتی از مهر 1400 تا شهریور 1420 انجام شد.
یافته هابراساس نتایج بدست آمده مقدار خطای RMSE مربوط به واسنجی حالت ماندگار در حدود 7/0 متر و مقدار متوسط خطای RMSE در حالت غیرماندگار در تمام ماه های شبیه سازی در دو دوره واسنجی و صحت سنجی کمتر از 6/0 متر است که نشان دهنده دقت بالای مدل در شبیه سازی تراز آب زیرزمینی در کل دشت است. آنالیز حساسیت نشان داد، تغییرات پارامترهای آبدهی ویژه و هدایت هیدرولیکی بیشترین تاثیر را بر نوسانات آب زیرزمینی در کل دشت دارد. نتایج نشان داد در سناریوی مرجع افت تراز آب زیرزمینی در انتهای دوره 20 ساله بهره برداری، 95/3 متر می باشد. در سناریوی افزایش 20 درصدی راندمان، با کاهش برداشت از چاه های بهره برداری در اثر افزایش راندمان آبیاری، مقدار افت به 76/2 متر خواهد رسید که در این صورت میزان افت حدود 2/1 متر تعدیل خواهد یافت.
نتایجبر اساس نتایج، بیشترین افت تراز آب زیرزمینی در دو سناریوی مرجع و افزایش راندمان در مناطق مرکزی دشت به ترتیب 2/9 و 9/6 متر است و کمترین میزان افت در مناطق غربی دشت به ترتیب 1 و 5/0 متر است. با توجه به اینکه بخش کشاورزی بیشترین تاثیر را بر افت تراز در آبخوان در نواحی مرکزی دشت دارد، بهتر است برنامه های مدیریتی برای کنترل برداشت از آبخوان مانند افزایش راندمان یا اصلاح الگوی کشت بر روی این بخش متمرکز شود. در صورت اجرای سیستم های تحت فشار و افزایش راندمان در دشت تا حدودی میزان افت تراز در منطقه تعدیل می شود اما مشکل حل نخواهد شد و لازم است با اجرای برنامه های تکمیلی، بجای محصولات آب بر، گیاهان با نیاز آبی کم کشت شود و در بخش صنعت نیز بجای برداشت از آب زیرزمینی از پساب تصفیه شده شهری استفاده گردد.
کلید واژگان: مدل عددی GMS، هدایت هیدرولیکی، تراز آب زیرزمینی، راندمان آبیاریBackground and AimNowadays, by increasing the water demand in different sectors, the withdrawal amount from groundwater resources is increasing leading to more drawdown of Markazi province aquifers. One of the most suitable methods for the optimal management of groundwater resources is the analysis of the behavior of aquifers in various conditions using mathematical models. The objective of this paper is to investigate the effects of withdrawal for agricultural and industrial consumptions on the groundwater level of the Shazand plain located in Markazi Province and the impact of a 20% increase in irrigation efficiency of farms in the case of the development of under pressure and low-consumption systems using the GMS numerical model.
MethodFirst, the conceptual and numerical model of the Shazand aquifer was executed in the GMS software and calibrated in the steady state. Then, the model was recalibrated in a transient state for the statistical period from October 2015 to September 2019. To examine the reactions of the model to the changes of important and effective parameters, the sensitivity analysis of the model was performed and the model was verified for the statistical period of October 2019 to September 2021. Then, the changes in the groundwater level in the aquifer under two reference management scenarios and increasing irrigation efficiency were investigated and compared. In the reference scenario assuming the continuation of the current conditions and in the efficiency increase scenario assuming a 20% increase in irrigation efficiency, the simulation of changes in the groundwater level in the entire Shazand plain for the upcoming 20 years from October 2021 to September 2041 was carried out.
ResultsBased on the obtained results, the RMSE error value related to the steady state recalibration is about 0.7 meters and the average RMSE error value in the transient state in all months of simulation in two recalibration and validation periods is less than 0.6 meters, which shows the high accuracy of the model in simulating the groundwater level in the whole plain. The sensitivity analysis showed that the changes in specific yield and hydraulic conductivity parameters have the greatest effect on the fluctuations of groundwater in the whole plain. The results showed that in the reference scenario, the drop in the groundwater level at the end of the 20-year operation period is 3.95 meters. In the scenario of a 20% increase in efficiency, with the reduction of extraction from wells due to the increase in irrigation efficiency, the amount of drop will reach 2.76 meters, in which case the amount of drop will be mitigated by 1.2 meters.
ConclusionAccording to the results, the highest drop in the groundwater level in both reference and increase in efficiency scenarios in the central areas of the plain is 9.2 and 6.9 meters, respectively, and the lowest drop in the western areas of the plain is 1 and 0.5 meters, respectively. Considering that the agricultural sector has the greatest impact on the level drop in the aquifer in the central areas of the plain, it is better to focus management plans to control withdrawal from the aquifer, such as increasing efficiency or modifying the cultivation pattern, on this sector. In case of the implementation of systems under pressure and increasing efficiency in the plain, the amount of drawdown in the region will be mitigated to some extent, but the problem will not be solved and it is necessary to implement supplementary programs to cultivate high consumption plants instead of high consumption crops and in the industry sector instead of extracting groundwater, treated municipal wastewater should be used.
Keywords: Groundwater level, Hydraulic Conductivity, irrigation efficiency, GMS Numerical model -
خشک شدن سطح وسیعی از دریاچه ارومیه چالش زیست محیطی بزرگی برای منطقه و کشور است. بنابراین لزوم شناخت خصوصیات فیزیکی و مکانیکی مصالح بستر دریاچه ارومیه جهت انجام فعالیتهای مهندسی در راستای احیای آن ضروری است. از عمده ترین مشکلات مربوط به رسوبات بستر دریاچه، تاثیر درصد بالای مواد آلی با مقاومت برشی کم، غلظت نمک زیاد و حلالیت برخی مواد بر رفتار خاک است. در مقاله حاضر بعد از انجام آزمایشهای مختلف صحرایی و آزمایشگاهی برای تعیین خصوصیات خاک، آزمایش نفوذسنج گلف مدل 2800KI، تا فاصله یک کیلومتری از عرض دریاچه و در مناطق مختلف دریاچه (منطقه حیدرآباد نقده، منطقه چیچست ارومیه و منطقه پل میان گذر ارومیه به تبریز) انجام شد. در این سه منطقه از دریاچه، با ایجاد 20 حلقه چاهک به شعاع 4 سانتی متر و عمق 25 تا 30 سانتی متر در فواصل مختلف به صورت زیگزاگ تا طول 1 کیلومتری به سمت داخل دریاچه، هدایت هیدرولیکی با دستگاه نفوذسنج گلف در دو بار آبی 5 و 10 سانتی متر برای هر گمانه با دو بار تکرار اندازهگیری شد. نتایج این بررسی نشان داد که هدایت هیدرولیکی برای دو منطقه حیدرآباد نقده و چیچست ارومیه، به طور میانگین برای خاکهای لای عمدتا در نزدیکی ساحل دریاچه 175/0 سانتیمتر بر ساعت و ماسه لایدار 34/5 سانتیمتر بر ساعت و برای منطقه پل میان گذر ارومیه به تبریز، مقدار هدایت هیدرولیکی بطور میانگین 89/1 سانتیمتر بر ساعت برآورد گردید.
کلید واژگان: دریاچه ارومیه، رسوبات، هدایت هیدرولیکی، گلف، مواد آلیDrying a large area of Lake Urmia is considered a serious environmental challenge for the region and the country. Therefore, the knowledge of the physical and mechanical characteristics of Lake Urmia bed material is necessary to do engineering activities to regenerate it. One of the major problems related to lake bed sediments is the effect of the high percentage of organic matter with low shear strength, high salt concentration, and solubility of some matters on soil behavior. In this article, after performing different field and laboratory tests to determine soil properties, the Guelph penetrometer (2800KI) was tested up to a distance of 1 km from the width of the lake and in different areas of the lake (Hyderabad in Naghadeh, Chichest in Urmia and the Urmia-Tabriz causeway). In these three areas of the lake, by digging 20 wells with a radius of 4 cm and a depth of 25-30 cm at different intervals in a zigzag pattern up to a length of 1 km towards the inside of the lake, hydraulic conductivity was measured using a Guelph permeameter in two hydraulic heads of 5 and 10 cm for each borehole with two replications. The study results showed that the hydraulic conductivity for the two areas of Hyderabad and Chichest of Urmia, on average, for loamy soils, mainly near the shore of the lake, was estimated to be 0.175 cm/h; 5.34 cm/h for layered sand and 1.89 cm/h for the area around Urmia-Tabriz causeway.
Keywords: Lake Urmia, Sediments, Hydraulic conductivity, Guelph, Organic matter -
مجله پژوهش آب ایران، پیاپی 48 (بهار 1402)، صص 95 -105
در سال های اخیر، استفاده بی رویه از منابع آب زیرزمینی، خشکسالی و افزایش جمعیت، حجم آب ذخیره شده در سفره های زیرزمینی را به شدت کاهش داده است. هدف اصلی مطالعه حاضر، تحلیل فراوانی هیدرولوژیکی دو متغیره برای ایجاد رابطه بین بارندگی و نوسانات آب زیرزمینی است. حداکثر بارندگی سالانه و شدت بارش در نقطه اوج هیدروگراف دو سری از اطلاعاتی بودند که برای تحلیل فراوانی هیدرولوژیکی دو متغیره استفاده شدند. این سیستم چند متغیره متشکل از مدل سازی احتمالی ویژگی های بارندگی با هدف تعیین شدت و عمق بارندگی در دوره بازگشت چند ساله توسعه یافته است. خروجی به دست آمده از مدل احتمالاتی برای اعمال تنش بر روی آبخوان جهت تغذیه مصنوعی سطحی در دشت رفسنجان استفاده شد. پیاده سازی فرایند های ذکر شده برای مدل احتمالی به صورت کدنویسی در نرم افزار متلب انجام شد و برای شبیه سازی تغذیه مصنوعی نرم افزار GMS 10.6 بکار گرفته شد. نتایج نشان داد که تغذیه مصنوعی بارندگی با شدت تخمین زده شده از یک دوره بازگشت 10 ساله می تواند یکی از راه حل های تعادل بخشی آب های زیرزمینی باشد. بارندگی با دوره بازگشت 50 ساله سطح آب زیرزمینی را به طور متوسط حدود 170 سانتی متر در محل تغذیه افزایش داد. همچنین مقادیر شعاع تاثیر بیش از 5 کیلومتر در مسیر جریان به دست آمده است.
کلید واژگان: منابع آب زیرزمینی، تغذیه مصنوعی، عدم قطعیت احتمالی، هدایت هیدرولیکیChanging the amount of exploitation in order to increase productivity and reduce groundwater extraction in the plains of Iran has had a positive effect on water balance. Some management strategies, such as well relocation, have been able to reduce the effects of water table drawdown. Simulation of water resources systems has an effective role in studying the effects of drought and determining the temporal and spatial constraints of water management. Joint functions are tools that join or “couple” multivariate distribution functions to their one-dimensional univariate (marginal) distribution functions. The copula function is capable of exhibiting the structure of dependence between two or more random variables and has recently emerged as a practical and efficient method for modeling the general dependence in multivariate data. In addition, in the field of hydrogeological studies in recent years, a lot of research has been done to investigate some specific aspects of groundwater simulation such as exploitation optimization, artificial recharge, underground dam, quantitative and qualitative simulation of groundwater, economic studies of water supply and demand. In this paper, the framework of a probabilistic multivariate decision model based on long-term rainfall information and extraction of effective variables in aquifer recharge are considered. The relationships and constraints governing the severity and depth of precipitation with emphasis on the hydrodynamic characteristics of the aquifer and also the use of real-time information updating system, a decision model for the design of surface artificial recharge structure is developed and simulated. The main difference considered in this study in probabilistic rainfall planning as a long-term goal for the sustainability of water resources management is the description of special conditions and constraints of the aquifer. Rafsanjan plain located 110 km from Kerman has an unlimited aquifer with an area of 4108 km2. This plain is located between 252 ° 54 to ´34 ° 56 east longitude and 151 ° 29 to ´31 ° 31 north latitude at an altitude of 1400 to 3443 m above sea level and in the northeast of Kerman province. The three plains of Rafsanjan, Noogh and Anar are located in this area, which does not have a permanent river and is a source of water from the aquifer. About 620 million cubic meters (MCM) of groundwater is discharged annually by 1289 existing wells. According to long-term statistics, the volume of groundwater resources in the Rafsanjan area is estimated at about 430 MCM, with an annual overexploitation of 190 MCM. 8 locations were selected for the construction of surface artificial recharge structures that can collect rainfall and upstream runoff. It should be noted that the surface slope and hydraulic gradient are influential components in the movement and infiltration of water, which are estimated using the topographic map and water table. The volume of water demand based on groundwater exploitation annually has been estimated in the region of each point. Moreover, the priority of water supply is determined based on the population living in each area. Groundwater level simulation in Rafsanjan plain aquifer from 1997 to 2020 was performed using 35 active piezometer data. The first 17 years were used for calibration and the last 4 years for verification. Seasonal stress periods and daily time steps were considered for the calculations. The results showed that this method can be a managerial strategy for groundwater balancing in the event of seasonal and scattered rainfall. The aquifer transmissivity which reaches more than 400 m2/day, indicates the storage capacity and water movement. Bivariate frequency analysis showed that in a 100-year return period, there is a possibility of rainfall with a depth of about 115 mm or an intensity higher than 70 mm/day. This rainfall can increase the groundwater level by an average of 2 m in the center of the aquifer. Moreover, beneficiaries are able to reduce drought stresses and control their management significantly by performing optimal planning.
Keywords: Groundwater resources, Artificial Recharge, Probabilistic uncertainty, Hydraulic conductivity -
کاهش میزان بارندگی، افزایش خشکسالی و توسعه کشاورزی در سالهای اخیر منجر به افزایش مصرف آب زیرزمینی و افت روزافزون سطح ایستابی شده است. در این مطالعه با استفاده از نسخه 10 نرم افزار GMS، وضعیت آبخوان دشت قزوین در دو حالت پایدار برای مهر 1397 و ناپایدار از مهر 1397 تا شهریور 1398 مدلسازی گردید. آنالیز حساسیت مدل نسبت به پارامترهای هدایت هیدرولیکی و آبدهی ویژه انجام شده و پس از واسنجی و صحت سنجی مدل این پارامترها تعیین گردید. آنالیز حساسیت مدل نسبت به این دو پارامتر نشان میدهد که مدل حساسیت بیش تری نسبت به تغییرات هدایت هیدرولیکی در مقایسه با تغییرات آبدهی ویژه دارد. ریشه میانگین مربعات خطا در حالت پایدار و ناپایدار به ترتیب 84/0 و 06/1 متر ، میانگین خطای مطلق به ترتیب 66/0و 75/0 متر و ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده نیز بهترتیب 00007/0 و 0009/0 به دست آمد که نشان از دقت بالای شبیه سازی مدل دارد. مقدار متوسط هدایت هیدرولیکی در محدوده آبخوان 06/14 متر بر روز و آبدهی ویژه 064/0 تخمین زده شد. سپس سطح آب زیرزمینی در 6 سناریوی تغییر سیستمهای آبیاری (حفظ وضعیت موجود، افزایش سطح آبیاری تحت فشار، تغییر سیستمها به سطحی، تغییر سیستمها به بارانی، تغییر سیستمها به قطرهای و آبیاری با راندمان 100 درصد) شبیهسازی گردید. نتایج نشان داد با فرض ثابت بودن برداشت آب زیرزمینی و عدم وجود پدیده فرونشست، در سناریوی آبیاری سطحی، سطح آب زیرزمینی در بالاترین حالت خود با آب برگشتی 30 درصد و در شرایط آبیاری قطرهای در پایین ترین حالت خود با میزان آب برگشتی 6/3 درصد قرار خواهد گرفت.کلید واژگان: آب برگشتی، آبدهی ویژه، آنالیز حساسیت، هدایت هیدرولیکی، GMSThe decrease in rainfall, the increase in drought and the development of agriculture in recent years have led to an increase in the consumption of underground water and an increasing decline in water levels. In this study, using version 10 of GMS software, the condition of Qazvin Plain aquifer was modeled in two stable states for October 2017 and unstable from October 2017 to September 2018. The sensitivity analysis of the model was performed with respect to the parameters of hydraulic conductivity and specific yield, and these parameters were determined after calibration and validation of the model. The sensitivity analysis of the model with respect to the two mentioned parameters shows that the model is more sensitive to changes in hydraulic conductivity compared to changes in specific yield. The root mean square error in stable and unstable state was 0.84 and 1.06 m, respectively, and the absolute mean error was 0.66 and 0.75 m, respectively, which shows the high accuracy of the model simulation. The average value of hydraulic conductivity in the aquifer area was estimated as 14.06 m/day and specific drainage was 0.064. Then the underground water level in 6 scenarios of changing the irrigation systems (maintaining the existing situation, increasing the irrigation level under pressure, changing the systems to surface, changing the systems to rain, changing the systems to drip and irrigation with 100% efficiency) was simulated. The results showed that assuming that the underground water extraction is constant, in the surface irrigation scenario, the underground water level will be at its highest level with 30% return water and in drip irrigation conditions at its lowest level with 3.6% return water.Keywords: Return Water, Specific yield, Sensitivity analysis, Hydraulic conductivity, GMS
-
افزایش مصرف آب زیرزمینی و افت روزافزون سطح ایستابی منجر به ایجاد تغییراتی در خصوصیات هیدرودینامیکی آبخوان به ویژه پارامترهای هدایت هیدرولیکی و آبدهی ویژه می شود. در این مطالعه که در سال 1400 و با استفاده از نسخه 10 نرم افزار GMS در آبخوان قزوین انجام شده، ضرایب هدایت هیدرولیکی و آبدهی ویژه در سه دوره آماربرداری سال های 1381، 1388 و 1397 پس از واسنجی و صحت سنجی مدل در دو حالت پایدار و ناپایدار تعیین و مقایسه شدند. ریشه میانگین مربعات خطا در حالت پایدار در سه دوره موردبررسی به ترتیب 86/0، 73/0 و 84/0 متر و در حالت ناپایدار نیز به ترتیب 70/1، 93/0و 06/1 متر بدست آمد که نشان از دقت بالای شبیه سازی مدل دارد. متوسط هدایت هیدرولیکی درمحدوده آبخوان در سال های 1381، 1388 و 1397 به ترتیب 13/19، 85/16 و 06/14 متر بر روز و متوسط آبدهی ویژه در محدوده آبخوان به ترتیب ذکرشده 078/0، 071/0 و 064/0 تخمین زده شد. نتایج نشان داد که با گذشت زمان و بروز افت سطح آب زیرزمینی پارامترهای هدایت هیدرولیکی و آبدهی ویژه کاهش می یابند. بر اساس هیدروگراف واحد آبخوان، شیب کاهش سطح آب زیرزمینی به دلیل اقدامات صورت گرفته در طرح تعادل بخشی و تغذیه مصنوعی، از سال 1394 از 1154/0 به 0591/0 کاهش یافته است، شیب کاهش هدایت هیدرولیکی از 38/0 به 31/0 و شیب کاهش آبدهی ویژه از 00117/0 به 00078/0 کاهش یافته است. دلیل اصلی این روند کاهشی می تواند تخریب ساختمان خاک و کاهش تخلخل موثر باشد که حاکی از برگشت ناپذیر بودن آبخوان به وضعیت قبلی آن است. بنابراین لازم است در خصوص تغذیه آبخوان ها و آب برگشتی از سامانه های آبیاری این تغییرات موردتوجه قرار گیرد.
کلید واژگان: هدایت هیدرولیکی، آبدهی ویژه، GMSIncreasing groundwater consumption and water table level leads to changes in hydrodynamic properties of the aquifer especially the parameters of hydraulic conductivity and specific yield. In this study, that was conducted in 2021 using GMS model version. 10 in Qazvin aquifer, the coefficients of hydraulic conductivity and specific yield of aquifer in three census periods of 2002, 2009 and 2018 after calibration and validation of the model in two cases steady and unsteady were determined and compared. The root mean square errors in the steady state for the proposed periods were 0.86, 0.73 and 0.84 m, respectively, and in the unsteady state were 1.7, 0.93 and 1.06 m, respectively. That shows high accuracy of the model simulation. The average hydraulic conductivity in the aquifer was estimated for the years of 2002, 2009 and 2018 which was 19.13, 16.85 and 14.06 meters per day and the average specific yield was 0.078, 0.071 and 0.064, respectively. The results showed that over time and by decreasing the groundwater level, the parameters of hydraulic conductivity and specific yield decrease. Since 2015 due to the measures taken for balancing and artificial recharge plan, the slope rate of hydraulic conductivity has decreased from 0.38 to 0.31. Also the slope rate of special discharge has decreased from 0.00117 to 0.00078. The main reason for this decreasing trend can be the destruction of soil structure and effective reduction of porosity indicating the irreversibility of the aquifer to its previous state. Therefore, it is necessary to pay attention to these changes regarding the recharge of aquifers and return water from irrigation systems.
Keywords: Hydraulic conductivity, Specific Yield, GMS -
خاکورزی و گلخرابی از عملیات مهم کشت غرقابی برنج می باشند. گلخرابی روشی مهم و معمول در آماده سازی بستر برای کشت نشای برنج در اراضی شالیزاری به شمار میآید که با روتیواتور صورت می گیرد. به منظور بررسی تغییرات پارامترهای فیزیکی و هیدرولیکی خاک آزمایشی بصورت کرت خرد شده و بر پایه طرح بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار در شهرستان قایمشهر انجام گرفت. در این پژوهش، شالیزار تحت دو تیمار اصلی، T1 (بدون خاکورزی) و T2 (با خاکورزی) و چهار تیمار فرعی عبور روتیواتور، P1(یک بار)، P2 (دو بار)، P3 (سه بار) و P4 (چهار بار) قرار گرفت. سطوح مختلف گلخرابی روی زمین شالیزاری با بافت لوم اعمال و پارامترهای نفوذپذیری و هدایت هیدرولیکی، درصد رطوبت وزنی و جرم مخصوص ظاهری خشک خاک آن اندازهگیری شد. همچنین در پایان فصل کشت وزن هزاردانه برنج برای هر تیمار محاسبه شد. نتایج نشان داد که در هر دو پارامتر نفوذپذیری و هدایت هیدرولیکی تیمارهای اصلی T2 دارای کمترین مقدار نفوذ و هدایت هیدرولیکی بود. همینطور در هر دو پارامتر با افزایش شدت گلخرابی، میزان نفوذ و هدایت هیدرولیکی به طور معنیداری کاهش یافت. با اعمال خاکورزی و افزایش شدت گلخرابی روند نزولی در جرم مخصوص ظاهری و افزایش محتوای آب خاک مشاهده شد. به طوری که، تیمار خاکورزی با گلخرابی زیاد حداکثر درصد رطوبت وزنی را داشت (67/28 %). روشهای مختلف خاکورزی تاثیری روی وزن هزار دانه برنج نشان نداند. در مقابل تیمارهای مختلف گلخرابی تاثیر بسزایی روی وزن هزار دانه برنج داشته و در تیمار گلخرابی زیاد بیشترین وزن هزار دانه برنج (38/28 گرم) مشاهده شد که نشان دهنده تاثیر مثبت سطوح بالای گلخرابی روی این پارامتر می باشد. در نهایت می توان چنین نتیجه گرفت که اعمال خاکورزی و گلخرابی سبب کاهش اتلاف آب و درنتیجه افزایش بهره وری آب در کشت برنج می شود.
کلید واژگان: بدون خاکورزی، هدایت هیدرولیکی، رطوبت خاک، وزن هزار دانهTillage and puddling are important operations of paddy field. Puddling is an important and common method in bed preparation for rice seedling cultivation in paddy lands, which is done with rotavator. To investigate the changes in soil physical and hydraulic parameters, an experiment was conducted as a split plot based on a randomized complete block design with three replications in Ghaemshahr, Iran. In this study, the rice field was under two main treatments, T1 (without tillage) and T2 (with tillage) and four sub-treatments of passing the rotavator, P1 (once), P2 (twice), P3 (three times) and P4 (four Times). Different levels of puddling on the paddy field with loam texture were applied and the parameters of infiltration, hydraulic conductivity, gravimetric water contents and dry soil bulk density were measured. Also, at the end of the cultivation season, 1000-grain rice weight was calculated for each treatment. The results showed that in both parameters of permeability and hydraulic conductivity, the T2 treatments had the lowest amount of infiltration and hydraulic conductivity. Also, in both parameters, with increasing the intensity of puddling, the rate of infiltration and hydraulic conductivity decreased significantly. By applying tillage and increasing the intensity of puddling, a decreasing trend in the bulk density and an increasing trend in soil water content were observed. So that, the tillage treatment with high puddling (P4) had the maximum weight moisture (28.67 %). Different tillage methods did not show any effect on the weight of 1000-grains rice. In contrast, different puddling treatments had a significant effect on the weight of 1000-grains rice and in high puddling treatment the highest weight of 1000-grains rice (28.38 g) was observed showing the positive effect of high levels of puddling on this parameter. Finally, it can be concluded that tillage and puddling reduce water loss and thus increase water productivity in the rice cultivation.
Keywords: No Tillage, Hydraulic conductivity, Soil moisture, The weight of 1000 grains -
در مدل سازی آب های زیرزمینی، برای وارد کردن پارامتر هدایت هیدرولیکی، معمولا آبخوان به پهنه هایی تقسیم بندی شده و برای هر پهنه یک مقدار برای این پارامتر در نظر گرفته می شود. این در حالی است که اندازه گیری های میدانی این پارامتر تنها در بعضی از نقاط انجام می شود و بنابراین تعمیم آن به نواحی دیگر با عدم قطعیت همراه است. هدف از این پژوهش بررسی عدم قطعیت پارامتر هدایت هیدرولیکی در مدل سازی آبخوان دشت قم است. به این منظور با استفاده از مدل آب زیرزمینی MODFLOW مدل این آبخوان تشکیل شده و در حالت ماندگار با مقدار RMSE برابر 95/2 متر برای ترازهای آب محاسباتی کالیبره شد. پس از آن، مدل با روش مونت کارلوی فضای تهی برای شناسایی پهنه هایی از هدایت هیدرولیکی که مدل را با میزان خطای مشابهی با مدل اصلی کالیبره می کنند، اجرا شد. نتایج نشان داد تعداد هشت پهنه مختلف دیگر از هدایت هیدرولیکی وجود دارند که در صورت استفاده از آن ها مدل همچنان با میزان خطای مشابهی کالیبره می شود. بیشترین انحراف معیار پارامتر هدایت هیدرولیکی برای این هشت پهنه حدود 28 متر در روز در نواحی مرکزی و شمالی آبخوان و کمترین انحراف معیار به میزان کمتر از 1 متر در روز در نواحی جنوبی و شرقی آبخوان اتفاق افتاد. این به معنای عدم قطعیت بالای پارامتر هدایت هیدرولیکی در نواحی مرکزی و شمالی و عدم قطعیت کمتر آن در نواحی جنوبی و شرقی است. با توجه به این که ارتباط معناداری بین میزان عدم قطعیت پارامتر هدایت هیدرولیکی و محل پیزومترها مشاهده نشد، شاید بتوان نتیجه گرفت که افزایش تعداد پیزومترها در مدل سازی صورت گرفته کمکی به کاهش عدم قطعیت پارامتر هدایت هیدرولیکی نمی کند و در نتیجه برای کاهش عدم قطعیت، به اندازه گیری های بیشتر این پارامتر در نقاط مختلف آبخوان نیاز است.کلید واژگان: مدل آب زیرزمینی، عدم قطعیت، روش مونت کارلوی فضای تهی، هدایت هیدرولیکی، MODFLOWIn groundwater modeling, to input the hydraulic conductivity parameter, the aquifer is usually divided into some zones and for each zone a value is considered for this parameter. However, the field measurements of this parameter are performed only in some places, and therefore its generalization to other areas is associated with uncertainty. The aim of this study was to investigate the uncertainty of the hydraulic conductivity parameter in modeling the aquifer of Qom plain. For this purpose, using the MODFLOW groundwater model, the model of this aquifer was constructed and calibrated in a steady state simulation with a value of RMSE = 2.95 m for computed groundwater levels. Then the model was run using Null Space Monte Carlo to identify areas of hydraulic conductivity that calibrate the model with the same error rate as the original model. The results showed that there are eight other different zones of hydraulic conductivity that if used, the model will still be calibrated with the same error rate. The highest standard deviation of the hydraulic conductivity parameter for these eight zones was about 28 meters per day in the central and northern areas of the aquifer and the lowest standard deviation was less than 1 meter per day that occurred in the southern and eastern areas of the aquifer. This means high uncertainty of the hydraulic conductivity parameter in the central and northern areas and less uncertainty in the southern and eastern areas. Given that no significant relationship was found between the amount of uncertainties of hydraulic conductivity and the location of piezometers, so it can be concluded that increasing the number of piezometers in the model does not help to reduce the uncertainties of the hydraulic conductivity parameter and therefore more measurements of this parameter in different parts of the aquifer is needed.Keywords: Groundwater model, Uncertainty, Null Space Monte Carlo method, Hydraulic conductivity, MODFLOW
-
با توجه به طبیعت آسیب پذیر سدهای خاکی در مقایسه با سدهای بتنی، باید تمامی عوامل موثر بر پایداری این سدها مورد بررسی و مطالعه قرار بگیرند. تر و خشک شدن متوالی هسته سد خاکی از عوامل مهمی است که می تواند روی پارامترهای فیزیکی و مکانیکی هسته و بدنه سد موثر باشد که این تغییرات باعث افزایش خطرات بعدی مانند نشت، پایپینگ و نشست می شوند. این موضوع به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک مانند ایران بسیار محتمل است. تحقیقات مختلفی در این زمینه انجام شده است و بعضی از این تحقیقات مدل های ریاضی مناسب برای داده های خود ارایه کرده اند، ولی به دلیل اینکه نتایج هر تحقیق مرتبط با خاک مورد بررسی اختصاصی همان مطالعه میباشد، این مدل ها برای داده های سایر محققین قابل استفاده نیست. در تحقیق حاضر، پس از جمع آوری 866 داده ی آزمایشگاهی از 23 تحقیق گذشته، تاثیر تر و خشک شدن متوالی هسته رسی سد های خاکی بر پارامترهای فیزیکی مکانیکی مورد بررسی قرار گرفت و روابط ریاضی چند متغیره بین پارامترهای فیزیکی مکانیکی و تعداد دور تر و خشک شدن بدست آمد. این تحقیق نشان داد که اثر تر و خشک شدن روی پارامترهای مکانیکی بسیار مهم بوده و باید در تحلیل سازه ای سد نیز مورد توجه قرار گیرد.
کلید واژگان: چسبندگی، خاک رس، سد خاکی، منحنی مشخصه آب-خاک، هدایت هیدرولیکیDue to the vulnerable nature of earthen dams , all factors affecting the stability of these dams should be studied. Consecutive wetting and drying of the earthen dam core is one of the important factors that can affect the physical and mechanical parameters of the dam core. These changes increase the subsequent risks such as leakage, piping and subsidence. This is especially happen in arid and semi-arid regions such as Iran. Various researches have been done in this field and some of these researches have provided suitable mathematical models for their data, but because the results of each research related to the studied soil are specific to the same study, these models can be unusable for other data. In the present study, after collecting 866 laboratory data from 23 researches, the effect of wetting and successive drying of clay dam cores on physical-mechanical parameters was investigated and multivariate mathematical relationships between physical-mechanical parameters and number of wetting and drying were investigated. This study showed that the effect of wetting and drying on mechanical parameters is very important and should be considered in the analysis of embankment dam structures.
Keywords: Clay, cohesion, Earth Dam, Hydraulic conductivity, Water-soil characteristic curve -
بررسی تاثیر کاربرد درصد های مختلف نانورس بر هدایت هیدرولیکی خاک های رسی و ماسه ای تحت سه تراکم مختلفمیزان هدایت هیدرولیکی خاک ها در طراحی سازه های خاکی و یا مدیریت منابع آب و محیط زیست یک پارامتر مهم طراحی می باشد. در تحقیق حاضر، به مقایسه ی تاثیر افزودن 25/0، 5/0، 75/0 و 1 درصد نانورس مونتموریلونیت بر هدایت هیدرولیکی خاک های رسی و ماسه ای در سه تراکم مختلف (85، 90 و 95 درصد)، به صورت آزمایشگاهی، پرداخته شد. نتایج نشان داد که هدایت هیدرولیکی خاک ماسه ای در اثر کاربرد چهار سطح نانورس در تراکم 90 درصد به ترتیب به 3-10×67/3، 4-10×3/7، 5-10×12/9 و 5-10×24/1 سانتی متر بر ثانیه و در خاک رسی به ترتیب به 8-10×9/9، 8-10×3/4، 8-10×1/3 و 9-10×5/4 سانتی متر بر ثانیه کاهش می یابد. هم چنین، اثر تراکم بر کاهش هدایت هیدرولیکی خاک رسی نیز بررسی شد. با توجه به نتایج این تحقیق می توان بیان داشت که افزودن میزان کمی نانورس به هر دو نوع خاک، میزان هدایت هیدرولیکی را به شدت کاهش می دهد. لذا استفاده از این نانومواد در سازه های خاکی با هدف کاهش هدایت هیدرولیکی توصیه می گردد.کلید واژگان: قابلیت انتقال، مونتموریلونیت، نفوذپذیری، تخلخل، رطوبت بهینهHydraulic conductivity of soils is one of the most important parameters in designing soil structures, water, and environmental resources management. Hydraulic conductivity in the soil varies with the size of their particles. Several studies by different researchers on fine-grained soil hydraulic conductivity and coarse-grained soils are done. In some studies, the methods and materials used to reduce soil hydraulic conductivity. On the other hand, nanoclays are nanoparticles of layered mineral silicates. Depending on chemical composition and nanoparticle morphology, nano clays are organized into several classes such as montmorillonite, bentonite, kaolinite, hectorite, and halloysite(Majeed and Taha, 2013). Organically modified nanoclays (organoclays) are an attractive class of hybrid organic-inorganic nanomaterials with potential uses in polymer nanocomposites, as rheological modifiers, gas absorbents, and drug delivery carriers(Abbasi et al, 2016).Plate-like montmorillonite is the most common nanoclay used in materials applications. Montmorillonite consists of ~ 1 nm thick aluminosilicate layers surface-substituted with metal cations and stacked in ~ 10 µm-sized multilayer stacks. Depending on the surface modification of the clay layers, montmorillonite can be dispersed in a polymer matrix to form a polymer-clay nanocomposite. Within the nanocomposite individual, nm-thick clay layers become fully separated to form plate-like nanoparticles with a very high (nm × µm) aspect ratio.In this study, the effect of different amounts of montmorillonite nano clay (0.25, 0.5, 0.75, and 1%) on the hydraulic conductivity in three different densities (85, 90, and 95%) of sandy and clay soils have been investigated experimentally.Keywords: Hydraulic conductivity, Montmorillonite Nanoclay, Clay soil, Sandy soil, Density
-
هدف از این مطالعه بررسی اثرات انتقال حدود 97 میلیون مترمکعب آب رودخانه سیروان از طریق سامانه گرمسیری بر رفتار آبخوان دشت مهران می باشد. برای این منظور از سیستم مدل سازی آب زیرزمینی (GMS) که یکی از قویترین ابزارهای شبیه سازی رفتار کمی و کیفی آب های زیرزمینی می باشد، استفاده شد. به منظور تدوین مدل شبیه سازی، ابتدا اطلاعات محدوده مرز آبخوان، توپوگرافی سطح زمین، تراز سنگ کف، موقعیت و تراز سطح آب در پیزومترها، موقعیت و میزان تخلیه از چاه های بهره برداری، لایه هدایت هیدرولیکی و تغذیه به وسیله نرام افزار ArcGIS تهیه و از طریق سیستم GMS فراخوانی شد. در گام بعدی لایه های ایجاد شده و مدل مفهومی به مدل عددی MODFLOW در نرم افزار GMS انتقال یافته و اجرا گردید. واسنجی مدل در حالت جریان پایدار، واسنجی مدل در حالت غیرپایدار و صحت سنجی مدل به ترتیب با استفاده از اطلاعات مهرماه 1395، سال آبی 96-1395 و سال آبی 97-1396انجام شد. نتایج حاصل از واسنجی (ME=0.12 و RMSE=0.84) و صحت سنجی (ME=0.57 و RMSE=1.4) مدل نشان دهنده دقت مدل در شبیه سازی رفتار کمی آبخوان بود. برای بررسی اثرات انتقال آب سامانه گرمسیری مدل با سه سناریوی برگشت آب کشاورزی 10، 15 و 20 درصد اجرا شد. نتایج نشان داد که انتقال آب سامانه گرمسیری در این سه سناریو به ترتیب 43/1، 22/2و 3 متر در سال تراز آب زیرزمینی دشت را افزایش می دهد. این مسئله با توجه به ضریب ذخیره اندک آبخوان دشت مهران از اهمیت زیادی برخوردار بوده و می تواند به عنوان هشداری برای مشکلات شدید زهکشی در آینده نزدیک باشد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که در صورت بهره برداری از شبکه کمتر از 10 سال آینده بخش های مرکزی و جنوبی دشت دچار مشکلات ماندابی خواهند شد.کلید واژگان: تراز آب زیرزمینی، شبیه سازی، تغذیه، هدایت هیدرولیکیThe aim of this study was to investigate the effects of the Garmsiry water transfer project (97 MCM per year from Sirvan River) on the behavior of the Mehran aquifer. For this purpose, the Groundwater Modeling System (GMS 7.1), which is one of the most suitable tools to simulate the groundwater level, was used. To develope the GMS model, input data including; aquifer boundary, Digital Elevation Model (DEM), bedrock level, groundwater level, groundwater withdrawal from wells, hydraulic conductivity, and groundwater recharge layers were prepared by ArcGIS 10.4. These layers were used to conceptual model construction using the MODFLOW codes in GMS interface. For steady and transient state calibration, and validation of the model, groundwater level changes resulting from the model are compared with piezometric measurements for the period Oct-2016, 2016-2017, and 2017–2018, respectively. The results showed a good accuracy in calibration and validation model, respectively, between the simulated and observed groundwater levels (ME=0.12, RMSE=0.84) and (ME=0.57, RMSE=1.4). Three scenarios including, 10, 15, and 20 percent of agricultural water return were conducted to evaluate the effects of Garmsiry water transfer project. The results showed that the groundwater level of Mehran aquifer will be increased 1.43, 2.22, and 3 meter per year in scenarios 1 to 3, respectively. This issue is very important along with the low storage coefficient of the Mehran plain aquifer, and can be a warning for severe drainage problems in the near future. The results of this study showed that the central and southern parts of the plain would have drainage problems less than ten years after the operation of the irrigation network.Keywords: Groundwater level, simulation, Recharge, Hydraulic conductivity
-
ساختمان خاک به عنوان یکی از شاخص های اصلی کیفیت خاک نقش بسیار مهمی در خصوصیات هیدرولیکی دارد. این مطالعه با هدف اندازه گیری خصوصیات هیدرولیکیدر ساختمان های مختلف خاکدر استان لرستان صورت گرفت. مطالعه در شرایط آزمایشگاهی بر روی نه ستون دست نخورده با سه نوع ساختمان مختلف دانه ای، مکعبی و فشرده انجام شد.پارامترهای هیدرولیکی از نظیر شدت جریان پایدار (Q)، هدایت هیدرولیکی اشباع(Ks) و غیراشباع ((h)K)، طول ماکروسکوپی مویینگی (λc) و تعداد منافذ فعال هدایت کننده آب () با استفاده از دستگاه نفوذسنج مکشی و در مکش های مرز ورودی یک، چهار، ده و 14 سانتی متر اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد که ساختمان خاک به طور معنی داری بر پارامترهای هیدرولیکی تاثیر داشت. خاک های با ساختمان دانه ای و خاک های با ساختمان فشرده به ترتیب دارای بیشترین و کمترین تعداد منافذ درشت و متوسط بودند. متوسط تعداد منافذ درشت و متوسط در خاک های با ساختمان دانه ای به ترتیب 93 درصد و 89 درصد بیشتر از خاک های با ساختمان فشرده بود. در همه ساختمان ها شدت جریان پایدار، هدایت هیدرولیکی اشباع و غیراشباع با کاهش مکش (از 14 به یک سانتی متر) افزایش یافتند.هدایت هیدرولیکی اشباع نسبت به هدایت هیدرولیکی غیراشباع در مکش های دیگر، دارای تغییرپذیری بیشتری بود. میزان اختلاف هدایت هیدرولیکی اشباع بین خاک های با ساختمان دانه ای و خاک های با ساختمان فشرده به طور متوسط 91 درصد محاسبه شد. خاک های با ساختمان فشرده با بیشترین میزان طول ماکروسکوپی مویینگی کمترین پتانسیل وقوع جریان ترجیجی آب در خاک را داشتند. به طور میانگین طول ماکروسکوپی مویینگی در خاک های با ساختمان فشرده نسبت به خاک های با ساختمان دانه ای و مکعبی به ترتیب 20 درصد و 14 درصد بیشتر بود.کلید واژگان: طول ماکروسکوپی مویینگی، شدت جریان پایدار، هدایت هیدرولیکیAs one of the main indicators of soil quality, structure is related to hydraulic parameters which plays a significant role in predicting and estimating them (Pachepsky et al., 2008). Mohawesh et al, (2017) stated that hydraulic properties are key factors in the movement of water and the transport of pollutants, and the soil structure has a significant effect on the storage and movement of water in the soil. Tension infiltrometer is an effective tool to measure infiltration rate and the flow of water into pores using suctions less than 0 cm, where the macro and meso pores have highest rate of hydraulic activities for water and solution transportation. The measurement of hydraulic conductivity in different suctions is important for characterizing different aspects of unsaturated and near-saturated water in the soil. Although the hydraulic properties of the soil have been investigated from different aspects and by different methods, the role of soil structure specifically from comparison viewpoints of different types of structures and their effects on hydraulic properties has not yet been studied. The aim of this study was to measure and evaluate the hydraulic properties and quantitative parameters describing the water conductive active pores using tension infiltrometer in near-saturated condition of different soil structures.Keywords: Hydraulic conductivity, macroscopic capillary length, Steady uniform flow
-
پیش بینی انتقال باکتری ها به آب های زیرزمینی برای جلوگیری از آلودگی منابع آب به باکتری های کلی فرم بسیار حائز اهمیت است. این پژوهش با هدف بررسی کارایی روش رسوب گذاری زیستی کربنات کلسیم (MICCP) در جلوگیری از انتقال باکتری اشریشیا کولی به عنوان باکتری شناساگر آلودگی زیستی انجام شده است. برای انجام فرایند MICCP نمونه شن در لوله PVC (قطر داخلی 8/4 و بلندی 92/14 سانتی متر) ریخته شد و برای سه روز همراه با باکتری اسپوروسارسینا پاستئوری انکوباسیون شد. پس از پیدایش جریان ماندگار اشباع، به اندازه 1/0 حجم منفذی از سوسپانسیون باکتری اشریشیا کولی (108 CFU/mL) به ستون افزوده شد و آب شویی با آب مقطر انجام شد. از زه آب خروجی از ستون ها در حجم های منفذی 1/0 تا 5 نمونه برداری شد. پس از پایان آب شویی، ستون شن به 5 برش 3 سانتی متری تقسیم شد و شمار باکتری های به دام افتاده در ستون اندازه گیری شدند. شمارش باکتری ها در محیط کشت EMB و به روش شمارش کلنی انجام شد. ستون شن کنترل نیز آب شویی شد. پیامد تیمار MICCP و برهم کنش آن با حجم منفذی بر شمار اشریشیا کولی در زه آب معنی دار شد (05/0>p). پیامد عمق و برهم کنش آن با تیمار نیز بر شمار مانده باکتری اشریشیا کولی در ستون و کربنات کلسیم معنی دار بود (05/0>p). روی هم رفته، کارکرد کربنات کلسیم فراهم شده زیستی در پالایش باکتری ها به ویژه در لایه های بالایی ستون قابل توجه بوده و با کاهش ضریب آبگذری ستون شن، غلظت باکتری اشریشیا کولی در زه آب کاهش یافت.کلید واژگان: کانی شدن زیستی، اوره آز، ضریب آبگذری، اسپوروسارسینا پاستئوریPrediction of bacteria transport to groundwater is very important to prevent water resources from coliform bacteria pollusion. The objective of this study was to investigate the effectiveness of microbially induced calcium carbonate precipitation (MICCP) in preventing the transport of Escherichia coli as an indicator coliform. For the MICCP process, the sand sample was poured into PVC tubes (with inside diameter of 4.8 and height of 14.92 cm) and incubated for 3 days in the presence of Sporosarcina pasteurii. After the stablishment of steady-state flow, 0.1 pore volume of Escherichia coli suspension (108 CFU/mL) was added to the sand column and the leaching was followed with distilled water. The column effluent was sampled in 0.1 to 5 pore volume. After leaching, the sand column was sliced into five sections (~3 cm), and the number of E. coli trapped in each slice was measured using the plate count method in EMB agar culture medium. Leaching was also carried out in control sand column. The effect of MICCP treatment and its interaction with pore volume was significant (p<0.05) on Escherichia coli count in effluent. The effect of depth and its interaction with MICCP treatment were significant (p<0.05) on E. coli residuals and bioprecipitated calcium carbonate in the column. Overall, the role of biopreciptated calcium carbonate was significant in bacteria filtration, as it decreased the sand column hydraulic conductivity and reduced the number of E. coli in column effluents.Keywords: Biomineralization, Urease, Hydraulic conductivity, Sporosarcina pasteurii
-
هدایت هیدرولیکی اشباع به عنوان یک ویژگی دیریافت می تواند از ویژ گی های زودیافت خاک شامل جرم ویژه ظاهری، بافت خاک، کربن آلی، کربنات کلسیم معادل با استفاده از توابع انتقالی رگرسیونی و شبکه های عصبی مصنوعی برآورد شود. هدایت هیدرولیکی اشباع خاک به روش بار افتان در 100 نمونه خاک جمع آوری شده از دشت اردبیل تعیین شد. بعد از انجام تجزیه های شیمیایی و فیزیکی روی نمونه های خاک، داده ها به دو سری داده های آموزشی (80 نمونه) و داده های اعتبارسنجی (20 نمونه) تقسیم شدند. مدل های رگرسیونی توسط نرم افزار SPSS و به روش گام به گام و مدل های شبکه عصبی توسط نرم افزار Neurosolution شکل گرفتند. برای انجام تجزیه های آماری از ضریب تبیین (R2)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) و ضریب آکائیک (AIC) استفاده شد. بهترین مدل رگرسیونی دارای متغیرهای شن، سیلت و جرم مخصوص ظاهری بود و بهترین مدل شبکه عصبی از متغیرهای ورودی میانگین هندسی قطر ذرات خاک، انحراف معیار هندسی قطر ذرات خاک و جرم مخصوص ظاهری به دست آمد. مقادیر R2، (cm min-1)RMSE در فاز آموزش و اعتبارسنجی برای بهترین مدل رگرسیونی به ترتیب برابر (53/0، 074/0 و 51/0، 052/0) و برای بهترین مدل شبکه عصبی به ترتیب برابر (84/0، 04/0 و 73/0، 06/0) بود. در این پژوهش به صورت جداگانه از تمامی پارامترهای مستقل شامل جرم مخصوص ظاهری، جرم مخصوص حقیقی، درصد آهک، میانگین هندسی قطر و انحراف معیار هندسی قطر ذرات خاک به عنوان ورودی در تکنیک شبکه عصبی استفاده شد. مقادیر R2 و (cm min-1) RMSE در مرحله آموزش و آزمون به ترتیب برابر (87/0، 036/0 و 58/0، 076/0) بود. نتایج تحقیق در این مورد نشان داد شبکه های عصبی با داده های ورودی یکسان هدایت هیدرولیکی اشباع خاک را با دقت بیشتری (84/0=R2) نسبت به مدل های رگرسیونی (53/0=R2) برآورد می کنند. همچنین مشاهده شد زمانی که تعداد داده های ورودی در روش شبکه عصبی افزایش می یابد دقت برآورد در داده های آموزشی بیشتر می شود.
کلید واژگان: توابع انتقالی، هدایت هیدرولیکی، شبکه عصبی مصنوعیApplied Soil Reseach, Volume:7 Issue: 4, 2020, PP 124 -136Soil saturated hydraulic conductivity (Ks) can be estimated from surrogate data such as soil texture, bulk density and organic carbon and CaCO3 contents using regression (Reg-PTFs) and artificial neural networks (ANN-PTFs) pedotransfer function (PTF). Saturated hydraulic conductivity was measured by falling head method in 100 soil samples that obtained from Ardabil plain, Iran. After performing physicals and chemicals analysis on soil samples, the data were divided into two sets of training (80 samples) and validation data (20 samples). Regression models were created by SPSS software, stepwise method and neural networks models were created by Neurosolution software. Statistics criteria such as coefficient of determination (R2), root mean square deviation (RMSE) and Akaike information Criterion (AIC) were determined. Input variables in the best regression models were sand, silt and bulk density. The best neural network models were obtained from the input variables that include bulk density, geometric mean and standard deviation of soil particle size distribution. The values for R2 and RMSE in training and testing data set for the Reg-PTF were 0.53, 0.074 and 0.51, 0.052 and for the ANN-PTF they were 0.84, 0.04 and 0.73, 0.06, respectively. In this research all independent variables such as bulk density, particle density, CaCO3, geometric mean and standard deviation of the particle size distribution included as inputs for development of Reg-PTFs and ANN-PTFs. The amount of R2 and RMSE for training and testing data set equal 0.87, 0.036 and 0.58, 0.076, respectively. Results showed that the ANN-PTF (R2= 0.84) performs better than the Reg-PTF (R2= 0.53) in this case. It was also found that when all independent variables were used as inputs in the neural ANN-PTF the values of R2 and RMSE (0.87 and 0.036) have been improved in the training data set.
Keywords: Hydraulic conductivity, neural networks, Pedotransfer function -
مطالعه حرکت آب در آبخوان با استفاده از معادلات اساسی جریان یعنی معادلات دارسی، پیوستگی و بقای جرم صورت می گیرد که در مورد آبخوان های محصور و غیرمحصور به صورت متفاوت مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرند. در این معادلات از ضرایب هیدرودینامیک و دیگر مشخصه های آبخوان استفاده می شود. لذا تعیین ضرایب هیدرودینامیک آبخوان لازمه مطالعات آب زیرزمینی می باشد. مهم ترین ویژگی های آبخوان یعنی ضرایب هیدرودینامیک را می توان از طریق مدل سازی در سراسر محدوده آبخوان تعیین نمود. اگر مدل آبخوان درست تهیه شود می تواند ابزار ارزشمندی برای شناخت بهتر ویژگی های آبخوان و همچنین پیش بینی تاثیر طرح های مختلف مدیریتی بر منابع آب منطقه باشد. در این مطالعه، مدل سازی آب زیرزمینی به منظور تعیین ضرایب هیدرودینامیک آبخوان آزاد دشت کرمانشاه با استفاده از نرم افزار GMS 7.1 انجام گرفت. نتایج نشان داد مقدار هدایت هیدرولیکی در آبخوان دشت کرمانشاه، از 1/0 تا 30 متر در روز و مقدار آبدهی ویژه از 02/0 تا 4/0 متغیر است. مقادیر سطح ایستابی محاسبه شده توسط مدل و سطح ایستابی مشاهداتی در پیزومترها دارای همبستگی بالایی هستند و مقدار ریشه میانگین مربعات خطا همواره کمتر از یک است که نشان دهنده دقت قابل قبول مدل برای شبیه سازی وضعیت آبخوان می باشد.کلید واژگان: ضریب هدایت هیدرولیکی، آبدهی ویژه، نرم افزار GMS 7، 1The water movement in the aquifer is studied using the basic equations of flow, i.e. Darcy, continuity and mass survival equations, which are differently analyzed in the case of confined and unconfined aquifers. In these equations, hydrodynamic coefficients and other characteristics of the aquifer are used. Therefore, the determination of hydrodynamic coefficients of aquifer is necessary for groundwater studies. The most important characteristics of the aquifer i.e. hydrodynamic coefficients can be determined across the aquifer using modeling. If the aquifer model is properly provided, it can be a useful tool for better recognition of aquifer characteristics and also predicting the impact of different management plans on the water resources of the region. In this study, groundwater modeling was performed to determine the hydrodynamic coefficients in the unconfined aquifer of Kermanshah plain using GMS 7.1 software. The results showed that the amount of hydraulic conductivity in the Kermanshah plain aquifer varies from 0.1 to 30 meter per day and the amount of specific yield varies from 0.02 to 0.4. The amounts of computed water table by the model and the observed water table in the piezometers have high correlation and the root mean square error value is always less than one, which indicates the acceptable accuracy of the model for simulating the aquifer status.Keywords: Hydraulic conductivity, Specific Yield, GMS 7.1 Software
-
این پژوهش به منظور بررسی اثرات تردد گردشگر بر برخی ویژگی های فیزیکی و هیدرولیکی خاک در پارک جنگلی فندقلوی اردبیل انجام گرفت. طرح کاملا تصادفی با سه تیمار بدون تردد، تردد متوسط و تردد شدید گردشگر در پنج تکرار اجرا گردید. نفوذ آب به خاک در شرایط غیراشباع در مکش های ماتریک 2، 5، 10 و 15 سانتی متری با استفاده از نفوذسنج مکشی اندازه گیری شد. داده های نفوذ با استفاده از روش وودینگ مدل سازی گردید و سپس ضرایب هدایت هیدرولیکی اشباع (Ks) و طول درشت موئینگی (cλ) با کاربرد معادله گاردنر محاسبه گردید. نتایج نشان داد سطوح تردد با این که نتوانست به طور معنی دار بر هدایت هیدرولیکی غیراشباع و ضرایب جذبی خاک در مکش های مختلف، Ks و cλ تاثیر بگذارد، اما تردد شدید گردشگر به صورت معنی دار موجب کاهش کربن آلی (62/68 درصد)، تخلخل کل (42/25 درصد)، رطوبت ظرفیت مزرعه (81/46 درصد)، رطوبت نقطه پژمردگی دائم (72/51 درصد) و سرعت نفوذ نهایی در مکش 15 سانتی متر (50 درصد) و افزایش معنی دار جرم مخصوص ظاهری (07/46 درصد) و مقاومت فروروی خاک (57/75 درصد) نسبت به تیمار بدون تردد شده، در نتیجه تردد شدید گردشگر باعث افت کیفیت فیزیکی و هیدرولیکی خاک جنگلی گردید.کلید واژگان: تردد گردشگر، خاک جنگلی، مقاومت فروروی، نفوذسنج مکشی، هدایت هیدرولیکیThis research was carried out to consider the effects of recreational human trampling on some soil physical and hydraulic properties in Fandoghloo Forest Park of Ardabil. A completely randomized design was conducted with three treatments of no trampling, moderate trampling and intensive trampling at five replicates.Water infiltration into soil under unsaturated condition was measured at the matric suctions (h) of 2, 5, 10 and 15 cm using tension infiltrometer. The infiltration data was modeled using Wooding method and then saturated hydraulic conductivity (Ks) and macroscopic capillary length (λc) using Gardner equation were calculated. The results showed that although trampling levels could not significantly affect the unsaturated hydraulic conductivity and soil sorptivitiy at different levels h, Ks and λc,but intensive recreational human trampling significantly decreased organic carbon (68.62%), total porosity (25.42%), field capacity moisture (46.81%), permanent wilting point moisture (51.72%) and final infiltration rate at h=15 cm (50%) and increased bulk density (46.07%) and soil penetration resistance (75.57%) in relation to the no trampling treatment; as a result, intensive recreational human trampling reduced physical and hydraulic quality of the forest soil.Keywords: Forest soil, Hydraulic conductivity, Penetration resistance, Recreational human trampling, Tension infiltrometer
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.