-
نوع بهره برداری از زمین می تواند خصوصیات کیفی خاک را به ویژه از نظر هیدرولیکی دست خوش تغییر نماید. با توجه به تنوع کاربری زمین در نواحی نیمه خشک کشور، این پژوهش به منظور بررسی خصوصیات هیدرولیکی کاربری های مختلف در حوزه آبخیز تهم چای واقع در منطقه نیمه-خشک شمال غرب زنجان انجام گرفت. با توجه به سطح تحت پوشش کاربری ها، مجموعا 20 نقطه شامل 10 نقطه در کاربری مرتع، هفت نقطه در کاربری کشت دیم و سه نقطه در کاربری کشت آبی انتخاب شد. نفوذپذیری خاک با استفاده از استوانه مضاعف در سه تکرار در هر نقطه تعیین شد. همچنین در نمونه های خاک هر کاربری، توزیع اندازه ذرات، رطوبت اشباع، جرم مخصوص ظاهری، کربن آلی، کربنات کلسیم معادل و میانگین وزنی قطر خاکدانه ها اندازه گرفته شدند. الگوی نفوذپذیری خاک در کاربری های مختلف بسیار متفاوت بود و تفاوتی معنی دار بین کاربری های زمین از نظر میزان نفوذپذیری خاک وجود داشت (01/0pکلید واژگان: پوشش گیاهی, خصوصیات هیدرولیکی خاک, کشت آبی, کشت دیم, مرتعIntroductionSoil infiltration rate is the major soil hydraulic property which can be affected by the soil physical characteristics and management practices. The use of land can affect various soil properties such as physical and hydraulic properties. Differences of the hydraulic soil characteristics such as infiltration rate in various land uses can affect their potential to runoff production as well as soil loss in the catchment. The knowledge of the physical and hydraulic characteristics of various land uses can help to better management of soil and water in the catchment. It is very essential in the semi-arid catchments where vegetation cover is generally poor, the soils are often instable against erosive factors especially when the rainfalls are consecutive and intensive. Therefore, this study was conducted to investigate the soil physical and hydraulic characteristics in the TahamChai catchment, in a semi-arid region, NW Zanjan. Various land uses consist of pastures, rainfed and irrigated lands can be observed in the catchment, which cover about 62%, 33%, and 5% of the catchment area, respectively. The pastures have been covered with poor vegetation and are intensively exhausted by over-grazing. Rainfed lands are mostly under winter wheat cultivation. Soil erosion and sedimentation were the major environmental problem in this catchment.Materials And MethodsThe maps of land use and slope gradient were provided for study area. A total of 20 sites were selected based on the surface area of each land use in the catchment located between 34 46-36 53 N latitudes and 48 17-48 37 E longitudes. The study area consisted of ten sites in the pasture, seven sites in the rainfed and three sites in the irrigated lands. The geographical positions of study sites were determined by a global positing system (GPS). Soil infiltration rates were measured by double rings method at three replications in each site. Variation of soil infiltration rate was determined for each land use. Soil samples were collected at three replications from each site to determine other physicochemical soil properties. Particle size distribution, bulk density, saturation percentage, aggregate mean weight diameter, organic matter, and equivalent calcium carbonate were determined using standard methods in the lab. Mean comparisons of infiltration rate along with other physicochemical soil properties among the land uses were done using the Duncan's parametric method. The Pearsons correlation coefficients were used to determine the relationships between soil properties and soil infiltration rate.Results And DiscussionBased on the results, no significant difference was observed between the land uses in particle size distribution. Soil infiltration rate showed different patterns among the land uses, so that significant difference was observed among them (pConclusionPastures with poor vegetation cover appeared the lowest soil infiltration capacity as compared to other land uses in the catchment. Decreasing soil infiltration rate was associated with increasing bulk density in the area. It seems that overgrazing in the pastures increases soil bulk density and leads to decline the soil organic matter content as well as soil aggregation and aggregate stability. According to the results, pastures have the highest potential to runoff production and soil erosion rather than the other land uses (rainfed lands and irrigated lands). Therefore, maintaining vegetation cover and preventing over-grazing in the catchment is recommended to increase soil organic matter content and decrease soil compaction. These practices improve the hydraulic soil characteristics especially infiltration rate and in consequence decrease the catchment potential to runoff production and soil erosion.Keywords: Irrigated land, Pasture, Rainfed land, Soil hydraulic characteristics, Vegetation cover
-
درشبکه های پخش سیلاب و سامانه های تغذیه مصنوعی، رسوبگذاری مهمترین مانع نفوذ آب در خاک و رسیدن آن به سفره آب زیرزمینی است. کاهش نفوذپذیری خاک به عواملی چون میزان مواد معلق، سرعت نفوذ اولیه، ویژگی های فیزیکی خاک و کیفیت سیلاب بستگی دارد. به نظر می رسد در طول زمان بر اثر ورود رسوبات ریزدانه به شبکه های پخش سیلاب، راندمان این طرح ها کاهش یافته و بعد از مدت زمانی به طور عملی کارایی خود را از دست بدهند. هدف اصلی این پژوهش بررسی اثر رسوب نهشته شده بر روند میزان تغییرات نفوذپذیری تحت تاثیر عملیات پخش سیلاب می باشد. در این پژوهش با استفاده از استوا نه های مضاعف با روش مثلثی نفوذپذیری سطحی خاک در عرصه رسوب گذاری شده و شاهد اندازه گیری شد.و داده های مربوطه به محیط Exelوارد گردید.سپس به منظور تجزیه و تحلیل نتایج و مقایسه اثرات پخش سیلاب برنفوذپذیری عرصه پخش سیلاب نسبت به شاهد از روش آماری فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی استفاده گردید. همچنین جهت مقایسه میانگین اثرات اصلی پخش سیلاب و اختلاف بین نوارهای مختلف پخش ازروش مقایسه میانگین دانکن در سطح 5% استفاده شد.لازم به ذکر است مقادیر شاهد (عدم پخش) در سال اول برای مقایسه با تمام نمونه ها در سالهای مختلف پخش در نظر گرفته شده است. بطورکلی نتایج حاصل از تجزیه واریانس نشان دادکه اختلاف نفوذپذیری بین عمق خاک در سطح 1/0 درصد وسیلاب در سطح 5 درصد معنی دار بود. ولی اثرات متقابل عمق و سیلاب بر نفوذپذیری خاک در هیچ سطحی معنی دار نبود.
کلید واژگان: پخش سیلاب, نفوذ, رسوبگذاری, سبزوارIn the network of floodwater spreading and artificial recharge system, deposition is the main obstacle of infiltration water in the soil and reaching of water to the groundwater. Soil infiltration reduction depends on suspended material, the infiltration rate, soil physical characteristics and quality of the floodwater spreading. Fine-grained sediment enters into the network during the flood; reduce the efficiency of these projects and in long time of operation to actually lose its effectiveness. The main objective of this study is the effect of sediment deposited on the variation of infiltration rate by the floodwater spreading. In this study, double rings with triangular surface soil infiltration rate were used and the relevant data were entered into the Excel software. The analysis and comparison of the effects of the floodwater spreading on soil infiltration rate in comparison to control was evaluated using the statistical method of factorial completely randomized design. The effects of floodwater spreading on soil infiltration rate were evaluated using the statistics factorial method in completely design. Duncan mean comparison test was applied to compare rate of infiltration on spreading area with ditches between them. It is necessary to mention that the control values in the first year were compared with the results of reminder years. In general, the analysis of variances show the difference between rates of infiltration in depth of soil is significant at level %5 but the level signiticant for floodwater is %1. There is no significant difference for interaction of these two factors.Keywords: Floodwater spreading, Soil infiltration rate, Deposition, Sabzevar -
تراوایی یکی از فراسنجهای موثر در آبیاری سطحی است که لزوم اندازه گیری آن کاملا مشهود است. عوامل بیشماری از جمله شیب، بده، سطح مقطع و ضریب زبری مانینگ بر تراوایی موثر است. در این تحقیق از معادله ی کوستیاکف-لوئیز برای تراوایی، و از روش دو نقطه ای برای اندازه گیری سرعت تراوایی پذیری خاک استفاده شده است. این مطالعه در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهرکرد انجام گرفته و شامل سه تیمار و سه تکرار در قالب طرح بلوک کامل تصادفی انجام شده است. تغییرات شیب و شکل جویچه در تیمارها و اثر آنها بر توزیع رطوبت در عمق خاک، سرعت تراوایی و روند تراوایی تجمعی در خاک بررسی شده و با استفاده از آزمون LSD تجزیه آماری صورت گرفته است. نتایج نشان دادند که کمترین سرعت تراوایی (00052/0 مترمکعب در دقیقه) و کمترین مقدار تراوایی تجمعی (05/0 مترمکعب در متر) در تیمارهای مربوط به تغییرشیب مشاهده شده اند. تغییر شیب روی تراوایی پذیری، سرعت تراوایی و سرعت تراوایی پایه (fo) اثر گذار بوده و در سطح آماری 1 درصد دارای تفاوت آماری است. تغییر سطح مقطع جویچه تفاوت معنی داری بر روی سرعت تراوایی پایه ایجاد نکرده و بر روی ضریب (k) و توان (a) معادله کوستیاکف-لوئیز، تغییرات سطح مقطع و شیب تفاوت معنی داری ایجاد نشده است. با تغییر سطح مقطع توزیع رطوبت، یکنواختی بیشتری نسبت به تغییر شیب در برداشته است.
کلید واژگان: آبیاری جویچه ای, شکل مقطع, شیب جویچه, تراواییWater Engineering, Volume:7 Issue: 20, 2014, PP 91 -102Infiltration is one the most important parameters in surface irrigation which its accurate measurement is obvious. It could potentially affected by different parameters such as bed slope، discharge، cross section and roughness coefficient. In this research، Kostiakov-Louis equation (KLE) was employed using two-point method، in order to measure the soil infiltration rate. This study was carried out in research field of Shahrekord University، Shahrekord، Iran. A completely randomized block design was employed with three treatments and three replications. The effect of changes in furrow bed slope and shape is evaluated on the soil moisture distribution، soil infiltration rate and cumulative infiltration. Statistical analysis was performed using the LSD test. The results show that the lowest infiltration rate (0. 00052 cubic meters per minute) and cumulative infiltration value (0. 5 cubic meters per meter) were observed in variable furrow bed slope. The changes in the slope were significant (P<0. 01) on soil infiltration rate and soil basic infiltration rate (). There is no correlation between cross section variation and KLE parameters including k، a and (P<0. 01). The result shows that soil moisture distribution was more uniform in variable cross sections than other treatmentsKeywords: Furrow Irrigation, Cross section, Furrow bed slope, Infiltration -
طراحی و مدیریت درست روش های آبیاری مستلزم داشتن آگاهی از وضعیت نفوذپذیری خاک که خود متاثر از فراسنجهای کیفی (شوری و سدیمی) آب است، می باشد. از این رو در این تحقیق به بررسی تغییرات مکانی و پهنه بندی فراسنجهای کیفی آب زیرزمینی شامل هدایت الکتریکی (EC) و نسبت جذبی سدیم (SAR) با استفاده از روش های زمین آماری پرداخته می شود. هدف نهایی پیش بینی تغییرپذیری میزان نفوذ آب به خاک در سطح منطقه ی مورد مطالعه ی با توجه به وضعیت شوری و سدیمی آب زیرزمینی می باشد. اطلاعات مربوطه از تجزیه و تحلیل نمونه های مربوط به 76 حلقه چاه آب در دشت کرمان، و بر اساس آخرین نمونه گیری سال 1387 به دست آمده اند. روش های میان یابی استفاده شده شامل کریجینگ معمولی و لاگ کریجینگ بوده اند. برای ارزیابی روش ها از روش ارزیابی متقابل با معیارهای جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین قدر مطلق خطا (MAE) استفاده شده است. تجزیه و تحلیل زمین آماری نشان داد که داده هایی هدایت الکتریکی و نسبت جذبی سدیم دارای همبستگی مکانی قوی بوده و ساختار مکانی آنها از شبیه نیم تغییرنمای کروی تبعیت می کند. نتایج حاصل از ارزیابی متقابل حاکی از آن است که هر دو روش کریجینگ معمولی و لاگ کریجینگ از دقت مشابهی برای تخمین فراسنجهای شوری و سدیمی برخوردارند. از طرف دیگر، مقایسه ی نقشه های هم تراز هدایت الکتریکی و نسبت جذبی سدیم به دست آمده بار دیگر نشان از مشابه عمل کردن دو روش میان یابی دارد؛ هر چند نقشه های خطای تخمین مربوط به دو روش کمی متفاوتند. بنابراین، در مواردی که هدف تنها ارائه ی تصویری کلی از شکل توزیع مکانی یک ویژگی در سطح منطقه ی است، کاربرد روش کریجینگ معمولی که از نظر اجرا نیز راحت تر و سریعتر است، توصیه می گردد. بر اساس نقشه های EC و SAR تهیه شده باکاربرد روش کریجینگ معمولی و معیارهای موجود، وضعیت منطقه ی از لحاظ شدت نفوذ آب به خاک مورد پیش بینی قرار گرفت. با توجه به نتایج حاصله به نظر می رسد که قسمت اعظم منطقه ی مورد مطالعه ی شامل نواحی شمالی و غربی از نفوذپذیری خوب برخوردار باشد. مابقی منطقه ی، که درصد نسبتا زیادی را، بویژه در شمال شرقی و جنوب شرقی، شامل می شود دارای قابلیت نفوذپذیری متوسط است.
کلید واژگان: زمین آمار, کریجینگ معمولی, لاگ کریجینگ, هدایت الکتریکی, نسبت جذبی سدیم, نفوذپذیریProper design and management of irrigation systems requires knowledge of soil infiltration rate، which is in turn influenced by water salinity and sodicity. The objectives of this study were to investigate the spatial variability of irrigation water electrical conductivity (EC) and sodium adsorption ratio (SAR) and to map these parameters using geostatistical methods. The main objective was to predict the spatial distribution pattern of soil infiltration rate over the study area based on water salinity and sodicity. Water samples were collected from 76 observations wells in the Kerman Plain in 2008. The geostatistical methods used were ordinary and log-normal kriging. The performance of interpolation methods was evaluated through cross-validation with comparison criteria of root mean square error (RMSE) and mean absolute error (MAE). Geostatistical analysis showed that both EC and SAR had strong spatial correlations، and these fitted a spherical model. The cross-validation results are indicated that the two methods provided similar accuracy for estimating salinity and sodicity. Furthermore، it was evident from the kriged maps generated through both methods for EC and SAR that the estimation error maps produced were only slightly different. Therefore، whenever the aim is to produce only a map of spatial distribution of soil properties، ordinary kriging، which is mathematically simpler than other methods، is preferred. Soil infiltration rate distribution pattern was also predicted based on the kriged maps of EC and SAR، and، some approved standards. The results indicated that most of that area، including northern and western regions had good infiltration rates. The rest، which cover mostly the northeastern and southeastern of the study area، had moderate infiltration rates.Keywords: Geostatistics, ordinary kriging, lognormal kriging, electrical conductivity, sodium absorption ratio, infiltration -
در طرح های پخش سیلاب، شدت نفوذپذیری عرصه پخش عامل مهمی در موفقیت این طرح ها محسوب می گردد. از طرفی، ورود مقدار زیاد رسوبات همراه با سیلاب به عرصه پخش، باعث کاهش نفوذپذیری خاک می شود. بنابراین، بررسی روند تغییرات نفوذپذیری در اثر پخش سیلاب و شناخت عوامل موثر بر تغییرات امری مهم و ضروری است. به منظور انجام این تحقیق، اقدام به شبکه بندی سه نوار اولیه پخش سیلاب ایستگاه پخش سیلاب سرچاهان در استان هرمزگان گردید، به نحوی که هر نوار به سه مستطیل تقسیم و در محل تلاقی قطرهای مستطیل و در محل های تلاقی نیمسازهای مثلث های حاصل از قطر مستطیل ها نقاطی به منظور اندازه گیری میزان نفوذ پذیری انتخاب شدند. طی سال های 1383 و 1384 در دو مرحله، شدت نفوذپذیری اندازه گیری شد. در هر مرحله 9 آزمایش در هر مستطیل و به طور کلی 27 آزمایش در هر نوار انجام شد. بررسی نتایج نشان داد که بین نفوذپذیری نوارهای پخش و همچنین بین نفوذپذیری نوارهای پخش با شاهد در هر دو سال اختلاف معنی داری وجود ندارد. ولی مقایسه نفوذپذیری نوارهای پخش سیلاب در سال اول و دوم نشان داد که میزان نفوذپذیری نوارهای پخش در سال دوم نسبت به سال اول کمتر شده و این کاهش از لحاظ آماری برای نوارهای اول و دوم در سطح 95 درصد معنی دار می باشد. مهمترین علت کاهش نفوذپذیری تجمع رسوبات در سطح خاک می باشد که نوار سوم به دلیل این که رسوب کمتری وارد آن شده، کاهش نفوذپذیری آن طی دو سال معنی دار نبوده است.
کلید واژگان: پخش سیلاب, سرچاهان, نفوذپذیری, هرمزگانSoil infiltration is one of the most important factors in successful operation of floodwater spreading projects. The suspended particle in floodwater reduces the rate of soil infiltration. The objective of this research was firstly to monitor the variation of infiltration and secondly to determine the effective factors in decreasing the infiltration rate. In this research، three representative strips of the floodwater spreading network were selected. Each strip was divided into three rectangular areas، and by drawing rectangulars diameters، each rectangular area was further broken into 4 triangulars. The soil infiltration rate was measured in two steps at the center of each triangle during 2004 – 2005. In each step، 9 measurements were undertaken in each rectangle، implying totally 27 measurements were collected from each strip. Based on the obtained results، there was no significant difference between the infiltration rate at the strips over this two-year experiment. Also، there was no significant difference between the infiltration rate in the experimental strips compared to the control strips. Comparing the soil infiltration rate of the stripes in the first and second year showed that its values in the second year are less than the first year. Also، a significant difference at a 95% confidence level was observed in the infiltration rate of the first and second strips in two years.
Keywords: Floodwater Spreading, Infiltration, Hormozgan, Sarchahan -
Characterizing soil infiltration parameters using field/laboratory measured and remotely-sensed data
Characterizing soil infiltration parameters is time consuming and costly. We carried out the current research to predict different parameters of soil infiltration using field/laboratory measured and remotely-sensed data. The investigated parameters included infiltration rates at different time intervals and the parameters of the three well-known infiltration models. We employed soil sampling and field measurements on late spring 2012 and acquired ETM+ data for the correspondent dates. We measured several soil properties as well as infiltration. Then, we developed several pedo-transfer functions (PTFs) from the collected field/laboratory measured and remotely sensed data to predict the intended infiltration parameters. Results showed that field/laboratory measured data were able to predict soil infiltration rates and parameters of the investigated models with reasonably high accuracies (E value up to 0.961). The results also revealed that, although there was no significant and robust relationship between soil surface reflectance and the investigated parameters, the developed PTFs had reasonable accuracies (E value up to 0.634) in estimating the intended infiltration parameters using soil characteristics (moisture content, soil separates, and organic carbon) which are predictable from remotely sensed data.
Keywords: Lighvan watershed, Remote sensing, Soil infiltration, Pedo-transfer functions -
نشریه رویکردهای نوین در مهندسی آب و محیط زیست، سال دوم شماره 1 (پیاپی 3، بهار و تابستان 1402)، صص 1 -10به منظور بررسی تاثیر آبیاری با آب شور-سدیمی بر نفوذپذیری خاک، آزمایش های نفوذ در 6 جویچه انتها بسته، به طول 6/2 متر با عرض 4/0 و عرض پشته 2/1 متر با خاکی از جنس لوم رسی انجام شد. آب آبیاری دارای رسانایی الکتریکی dS/m12 و SAR برابر 32 و عمق آب آبیاری در هر هفته به اندازه cm5 اعمال می شد. آزمایش نفوذپذیری در زمان آبیاری سوم، ششم و دهم به روش حجم-شاخص در جویچهی انتها بسته انجام شد. سپس نفوذ تجمعی و سرعت نفوذ در زمانهای مختلف محاسبه و نتایج با مدل های کاستیاکوف و فیلیپ شبیه سازی شد. نتایج نشان داد که آبیاری با آب شور-سدیمی باعث کاهش شدید در نفوذپذیری شده به طوری که سرعت نفوذ نهایی آبیاری ششم نسبت به آبیاری سوم 6/40 درصد و در آبیاری دهم نسبت به آبیاری ششم 68 درصد کاهش یافت. در مجموع در فاصله زمانی 50 روز تا 81 درصد سرعت نفوذ نهایی کاهش یافت. ارزیابی نتایج شبیه سازی داده های نفوذ با آماره مجذور میانگین مربعات خطا بزرگی خطا و معیار میانگین انحراف خطا حاکی از آن است که مدل کاستیاکوف و فیلیپ به خوبی توانسته اند، تغییرات نفوذ پذیری خاک ناشی از آبیاری شور سدیمی را برآورد نمایند. اما مدل کاستیاکوف نتایج به نسبت بهتری از خود نشان داده است. همچنین دقت شبیه سازی در انتهای دوره آزمایش نسبت دوره های قبل از آن بهتر شده بود.کلید واژگان: آب شور سدیمی, جویچه, سرعت نفوذ نهایی, هدایت الکتریکیIn order to evaluating effects of irrigation with saline-sodic water, we conducted three infiltration experiments in clay-loam soil in end-close furrow. We were using 5cm water depth every week, which had EC=12 ds/m and SAR=32. Experiments were done with volume-index method in end-close furrow in third, sixth and tenth irrigation. Therefore infiltration speed and cumulative infiltrations curves were fitted in different times with Kostiakov and Philip models. Results showed that great decrease in infiltration rate was happened since irrigation with saline-sodic water in experiment. Therefore infiltration rate decreased 40.6 and 68 percent from third irrigation to sixth and sixth to tenth irrigation, respectively. So using saline-sodic water can decreased infiltration rate up to 81 percent in 50 days. Evaluation of the simulation results of test data again Kostiakov &loese and Philip model data with RMSE and MBE parameters showed that these models could simulate soil infiltration rate changes good under the effect of irrigation with saline-sodic water. Also simulation accuracy was increased at the end of experience time than initial and mead time infiltration testsKeywords: Infiltration rate, Electrical conductivity, Furrow, saline sodic water
-
نفوذپذیری از جمله مهمترین متغیرهای فیزیکی خاک ها و داده ای بنیادین در کلیه مدل های بارش و رواناب به منظور تعیین تلفات آب در سطح حوزه های آبخیز می باشد. اما اندازه گیری آن بسیار وقت گیر و پرهزینه بوده به همین دلیل برآورد مقادیر نفوذپذیری خاک ها توسط مدل های مختلف همواره از دغدغه های پژوهشگران بوده است. در این پژوهش به منظور تعیین بهترین معادله نفوذ در سطح حوضه آبخیز امامه، با استفاده از دستگاه شبیه ساز بارش مقادیر نفوذپذیری ناشی از شبیه سازی یک رخداد بارش به مدت 90 دقیقه اندازه گیری و به روش بهینه سازی مربعات خطا، پارامترهای پنج مدل نفوذپذیری کوستیاکوف، گرین امپت، هورتون، سرویس حفاظت منابع طبیعی امریکا (NRCS) و فیلیپ در چهار کاربری اراضی شامل باغی، کشاورزی، مرتع و آیش و سه کلاس بافت شنی رسی لومی، لومی، شنی لومی محاسبه شد. سپس مقادیر نفوذ تجمعی برآوردی مدل های مختلف با استفاده از 8 آماره مختلف مورد مقایسه قرار گرفت. بررسی نتایج نشان داد که مدل های کوستیاکوف و NRCS بهترین عملکرد را در برآورد دقیق تر مقادیر نفوذ تجمعی در کل حوضه آبخیز داشت و دارای روند پایدارتری در برآورد نفوذ تجمعی در کاربری های مختلف بود. مدل هورتون در رتبه بعدی در کل حوضه قرار گرفت. به طور کلی مدل های تجربی (کوستیاکوف، هورتون و سرویس حفاظت خاک امریکا (NRCS)) در این حوضه عملکرد واقع بینانه تری در برآورد مقادیر نفوذ تجمعی نسبت به مدل های با پایه فیزیکی (مدل های گرین امپت و فیلیپ) از خود نشان دادند.
کلید واژگان: حوضه آبخیز امامه, شبیه ساز باران, کاربری اراضی, کلاس های بافتیInfiltration is one of the most important soil physical variables and basic data in rainfall–runoff models for water loss determination in watersheds. Its measurement is، however، time consuming and costly. For this reason، soils infiltration rates determination by different models is always a serious concern to researchers. In this research، a single event precipitation was measured using rainfall simulator during a 90-minute rainfall for determination of the best infiltration equation in watershed scale. The parameters of five infiltration models namely Kostiakov، Green-Ampt، Horton، NRCS and Philip، were estimated by sum of squared error optimization for four different land uses and three soil textures of sandy clay loam، loam، and sandy loam. The cumulative infiltration rates estimated from the different models were compared using eight different statistics. The results showed that the Kostiakov and NRCS models had the highest priority score and the most permanent trend for accurate estimating of cumulative infiltration rate in different land uses whereas the Horton model was situated in the next position. Overall، the empirical models (Kostiakov، NRCS and Horton models) had the more realistic efficiency than the physical models (Green-Ampt and Philip models).Keywords: Amameh watershed, Land use, Rainfall simulator, Soil texture classes -
پوسته های زیستی خاک، اجتماعی تنگاتنگ بین ذرات خاک و موجودات زنده ای از قبیل سیانوباکتری، جلبک، قارچ، گلسنگ و خزه در نسبت های مختلف هستند که بر روی سطح زمین یا در داخل چند میلی متر فوقانی خاک زندگی می کنند. پوسته های زیستی خاک از نقطه نظربوم شناسی و تاثیراتشان بر محیط پیرامون خود جایگاه ویژه ای به خصوص در زیست بوم های مرتعی و بیابانی دارند و همین امر باعث شده که محققان بیش از پیش نگرشی ویژه به این اجزاء زیست بوم داشته باشند. در این مقاله نتایج بررسی نقش پوسته های زیستی بر خصوصیات شوری و سدیمی خاک، در مراتع قره قیر استان گلستان ارائه می گردد. در منطقه ی مورد مطالعه چهار ناحیه که شامل بخش های پوشیده از پوسته های زیستی خاک و فاقد آن باشند، انتخاب شد و در هر بخش، از اعماق 5-0 و 15-5 سانتی متر، در چهار تکرار نمونه برداری صورت گرفت و سپس داده ها در قالب طرح آشیانه ای مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفتند. نتایج به دست آمده نشان دادند که درصد کربنات کلسیم معادل، اسیدیته و ویژگی-های شوری و سدیمی خاک از قبیل قابلیت هدایت الکتریکی، عناصر کلسیم، منیزیم و سدیم و در نتیجه نسبت جذب سدیم و درصد سدیم قابل تبادل در هر دو عمق در خاک دارای پوشش پوسته نسبت به خاک بدون پوسته به طور چشمگیر و معنی داری کمتر است. همچنین غلظت پتاسیم بین دو سطح پوششی تفاوت معنی داری ندارد اما درصد رطوبت قابل دسترس خاک در دو عمق مذکور و سرعت نفوذپذیری در سطح پوششی پوسته دار نسبت به بدون پوسته به طور معنی داری بیشتر است. در کل می توان نتیجه گرفت که افزایش نفوذپذیری و رطوبت قابل دسترس خاک و خاصیت زیست انباشتگی پوسته های زیستی منجر به کاهش وضعیت شوری و سدیمی خاک می شود.
کلید واژگان: پوسته های زیستی خاک, نفوذپذیری, زیست انباشتگی, گلسنگ, خزهBiological soil crusts (BSCs(result from an intimate association between soil particles and cyanobacteria، algae، fungi، lichens and mosses in different proportions، which live on the surface، or immediately in the uppermost millimeters of soil. Biological soil crusts، are important from the ecological view point and their effects on the environment، especially in rangeland، and desert ecosystems. These effects have encouraged researchers to have a special attention to this components of the ecosystems. The present study carried out in Qara Qir rangeland of Golestan province، Iran، to investigate the effects of BSCs on Soil saline-sodic properties. In the study area، four sites were selected which included sections with and without BSCs. Soil sampling was carried out in each section for depths of 0-5 and 5-15 cm، with four replication. The gathered data from soil samples were analyzed by nested plot. Results showed that BSCs than non-BSCs، significantly decrease the amount of soil acidity، calcium carbonate and soil saline-sodic properties such as electrical conductivity، sodium، calcium and magnesium concentration، sodium adsorption ratio، and exchangeable sodium percentage at both depths. In general، it can be concluded that BSCs enhance soil infiltration rate and available water content، that together their bioaccumulation properties، leads to decreasing soil saline-sodic properties. Potassium concentration did not differ among areas covered by BSCs and without BSCs. But infiltration rate and available water content were increased significantly in two mentioned depths on sites covered with BSCs than without BSCs. In general، it can be concluded that BSCs enhance soil infiltration rate and available water content، that together their bioaccumulation properties، leads to decreasing soil saline-sodic properties.Keywords: Biological soil crusts, Infiltration rate, Bioaccumulation, Lichen, Moss -
نفوذ در هیدرولوژی سطحی و زیر سطحی نقش مهمی ایفا کرده و عامل کلیدی در معادلات بارش و رواناب است. استفاده از روش هایی که محدودیت های روش های تئوری و تجربی متداول تعیین روابط نفوذ را نداشته باشد، لزوم انجام آزمایش های پرهزینه و زمان بر تعیین مقادیر نفوذپذیری را به حداقل رسانده و تخمین مقادیر کاربردی آن را ممکن خواهد ساخت. در همین راستا در این تحقیق، میزان نفوذپذیری خاک در دشت ساحلی بهشهر-گلوگاه واقع در استان مازندران با استفاده از روش فازی، الگوریتم خوشه بندی فازی و همچنین شبکه عصبی-فازی انطباقی (نرو-فازی) برآورد گردید به طوری که درصد رطوبت وزنی پیشین خاک، درصد مواد آلی خاک و درصد آهک خاک به عنوان پارامترهای ورودی و سرعت نفوذ نهایی خاک به عنوان پارامتر خروجی مدل ها در نظر گرفته شدند و نتایج به دست آمده از این سه روش با مقادیر مشاهده ای نفوذ نهایی به روش تک استوانه مورد مقایسه قرار گرفت. بر اساس نتایج به دست آمده، روش نرو-فازی با میانگین انحراف 0042/0سانتی متر در دقیقه، میانگین اختلاف 67/0 سانتی متر در دقیقه، ریشه میانگین مربعات خطای 21/1 سانتی متر در دقیقه و ضریب همبستگی 92/0 بهترین عملکرد را در تخمین سرعت نفوذ نهایی خاک در بین مدل های مورد مطالعه نشان داد، در حالی که الگوریتم خوشه بندی فازی با میانگین انحراف 0075/0، میانگین اختلاف 12/2، ریشه میانگین مربعات خطای 02/2 و ضریب همبستگی 88/0 و سیستم استنتاج فازی با میانگین انحراف 016/0، میانگین اختلاف50/2، ریشه میانگین مربعات خطای 45/2 و ضریب همبستگی 82/0 به ترتیب در رتبه های بعد قرار گرفتند. همچنین بیشترین همبستگی میان مقادیر مشاهده ای و برآورد شده در مدل نرو-فازی (85/0=R2) مشاهده گردید و پس از آن، مدل های الگوریتم خوشه بندی فازی (77/0=R2) و سیستم استنتاج فازی (66/0=R2) قرار گرفتند. در پایان این تحقیق پیشنهاد گردیده است تا با تهیه داده های بیشتر از مشخصات فیزیکی و شیمیایی خاک ها و مقادیر نفوذپذیری محدوده مطالعات زمینه تخمین و مقایسه دقیق تر مدل های مورد مطالعه فراهم گردد.کلید واژگان: نفوذپذیری, رطوبت وزنی خاک, ماده آلی, درصد آهک خاک, بهشهر, گلوگاهInfiltration plays an important role in surface and subsurface hydrology and it is a key factor in the rainfall and runoff equations. The use of new approaches that have no limitations of common theoretical and empirical methods to determine infiltration relationships, will minimize the necessity of time consuming and costly experiments to determine permeability values and will make it possible to estimate the functional values. In this regard, in the present study the amount of soil permeability was estimated in Behshahr plain of Galougah located in Mazandaran province, using Fuzzy Inference System (FIS), Fuzzy Clustering Algorithm (FCA) and Nero-Fuzzy (ANFIS); so that, initial soil moisture content, soil organic matter content and soil lime content were considered as input parameters, and final soil infiltration rate was considered as output parameters of the models. Finally, the results obtained by the three mentioned modes were compared to the observed values by single-ring approach. According to the achieved results, Nero-Fuzzy approach with a mean deviation of 0.0042 cm/min, BIAS value of 0.6754 cm/min, Root-Mean-Square Error of 1.2096 cm/min and correlation coefficient of 0.9233 showed the most appropriate performance to estimate soil infiltration rate among the studied models; while, Fuzzy Clustering Algorithm with a mean deviation of 0.0075 cm/min, BIAS value of 2.1165 cm/min, Root-Mean-Square Error of 2.0244 cm/min and correlation coefficient of 0.8776, and Fuzzy Inference System with a mean deviation of 0.0161 cm/min, BIAS value of 2.5042 cm/min, Root-Mean-Square Error of 2.4533 cm/min and correlation coefficient of 0.8167 were placed in the next ranks respectively. Also, the highest correlation between observed and estimated values was seen in Nero-Fuzzy model (R2=0.85), and the two other studied models including Fuzzy Clustering Algorithm (R2=0.77) and Fuzzy Inference System (R2=0.66) are at the next ranks respectively. At the end of this research providing more data of soil physical and chemical characteristics as well as permeability amounts has been recommended in order to more accurate estimation of the studied models.Keywords: Behshahr, Galougah, Permeability, Soil lime percentage, Soil moisture content, Soil organic matter
-
از آنجا که گزینه «جستجوی دقیق» غیرفعال است همه کلمات به تنهایی جستجو و سپس با الگوهای استاندارد، رتبهای بر حسب کلمات مورد نظر شما به هر نتیجه اختصاص داده شدهاست.
- نتایج بر اساس میزان ارتباط مرتب شدهاند و انتظار میرود نتایج اولیه به موضوع مورد نظر شما بیشتر نزدیک باشند. تغییر ترتیب نمایش به تاریخ در جستجوی چندکلمه چندان کاربردی نیست!
- جستجوی عادی ابزار سادهای است تا با درج هر کلمه یا عبارت، مرتبط ترین مطلب به شما نمایش دادهشود. اگر هر شرطی برای جستجوی خود در نظر دارید لازم است از جستجوی پیشرفته استفاده کنید. برای نمونه اگر به دنبال نوشتههای نویسنده خاصی هستید، یا میخواهید کلمات فقط در عنوان مطلب جستجو شود یا دوره زمانی خاصی مدنظر شماست حتما از جستجوی پیشرفته استفاده کنید تا نتایج مطلوب را ببینید.
* ممکن است برخی از فیلترهای زیر دربردارنده هیچ نتیجهای نباشند.
-
معتبرحذف فیلتر