اثر سیمانی کننده ها بر دامنه رطوبتی با حداقل محدودیت در خاک با استفاده از توابع انتقالی

نام خانوادگی : کاظمی نام : زهرا عنوان پایان نامه: اثر سیمانی کننده ها بر دامنه رطوبتی با حداقل محدودیت در خاک با استفاده از توابع انتقالی استاد راهنما : دکتر محمدرضا نیشابوری استادان مشاور: دکتر شاهین اوستان - دکتر محمد مقدم مقطع تحصیلی: کارشناسی ارشد رشته: خاکشناسی گرایش: فیزیک و حفاظت خاک دانشگاه: تبریز دانشکده : کشاورزی تاریخ فارغ التحصیلی : تعداد صفحات: 187 کلید واژه ها: منحنی مشخصه رطوبتی خاک ، منحنی مشخصه مقاومت خاک ، تخلخل تهویه ای، مقاومت مکانیکی خاک. چکیده: دامنه ای از رطوبت حجمی در خاک که در آن ، محدودیت ها برای رشد گیاه در ارتباط با پتانسیل آب، تهویه و مقاومت مکانیکی خاک در کمترین مقدار خود می باشد ، دامنه رطوبتی با حداقل محدودیت (llwr) نامیده می شود. محاسبه llwr بر اساس منحنی مشخصه نگهداری آب خاک (wrc) و منحنی مشخصه مقاومت خاک (src) انجام می گیرد. در زمینه اثر سیمانی کننده ها بر llwr اطلاعات بسیار محدودی در دست هست.این پژوهش به منظور ارزیابی اثر برخی ویژگی های خاک به ویژه سیمانی کننده ها (اکسیدهای آزاد آهن-،آلومینیوم و منگنز ، کربنات کلسیم معادل و کربن آلی( ، بافت ، sar ، db و cec بر llwr و ایجاد توابع انتقالی (ptf) مناسب برای تخمین llwr صورت گرفت. بدین منظور نمونه های خاک دست نخورده و دست خورده از 32 خاک با ویژگی های فیزیکی و شیمیایی متفاوت از منطقه ای با طول جغرافیایی ”59 ’72 ? 69 الی ”34 ’78 ? 71 و عرض جغراغیایی از ”50 ’ 77 ? 42 الی ” 86 ’23 ? 43 ، واقع در اطراف اهر و هوراند در استان آذربایجان شرقی تهیه شد. نمونه های دست نخورده ازعمق صفر تا 5 سانتی متر برای تعیین منحنی های wrc و src خاک و نمونه های دست خورده برای اندازه گیری دیگر صفات به کار گرفته شد. نمونه های خاک پس از`اشباع در ستون های آب آویزان و دستگاه صفحات فشاری در 7 مکش ماتریک 0/0، 004/0، 01/0، 03/0، 1/0، 5/0 و 5/1 مگا پاسکال به تعادل رسیدند و مقاومت مکانیکی آنها به وسیله فروسنج مخروطی آزمایشگاهی در هر مکش اندازه گیری شد. مقادیر رطوبت در ظرفیت مزرعه ای در 01/0 مگاپاسکالfc) ?) و نقطه پژمردگی دائم در 5/1 مگاپاسکال((?wp با استفاده از مدل wrc و رطوبت در مقاومت مکانیکی 2 مگاپاسکال (sr ?) با استفاده از مدل src پیش بینی شد. مقدار رطوبت نظیر تخلخل تهویه ای 10 درصد (afp ? (خاک برابر 1/0-s? منظور گردید. در هر چگالی ظاهری llwr از روی چهار ضریب رطوبتی wp ? ،fc ? ، sr ? و afp ? محاسبه شد. میزان تأثیر نسبی هر یک از خصوصیات خاک بر چهار ضریب رطوبتی fc ? ،wp ? ، sr ? و afp ? و در نهایت بر llwr از طریق تجزیه رگرسیون چند گانه بررسی و توابع انتقالی برای تخمین llwr ایجاد شدند. در خاک های با چگالی ظاهری بزرگتر و مساوی 4/1 مگاپاسکال، fc ?-،wp ? و sr ? با درصد رس خاک همبستگی مثبت و llwr با درصد رس همبستگی منفی و معنی دار داشتند کربنات کلسیم معادل خاک با fc ? و sr ? هبستگی مثبت نشان داد امٌا به دلیل اثر مشابه آن بر fc ? و sr ? اثر آن بر llwr مشاهده نشد. sr ? همبستگی مثبت و afp? همبستگی بالای منفی با چگالی ظاهری نشان داد و در نهایت اثر چگالی چگالی ظاهری بر llwr منفی شد. در میان ضرایب رطوبتی اثر کربن آلی فقط بر fc ? معنی دار و مثبت بود بنابر این اثر آن بر llwr نیز مثبت به دست آمد. اکسید های آزاد آلومینیوم دیتیونیتی بر wp ? و sr ? اثر مثبت و بر fc ? و llwr اثر منفی داشت. اکسید های منگنز اگزالاتی با sr ? وllwr همبستگی مثبت و با wp ? همبستگی منفی داشتند. افزایش اکسید های آهن اگزالاتی نیز باعث کاهش fc ? و sr ? گردیده و اثر آن بر llwr معنی دار نبود. همچنین بین sar با fc ? ،wp ? و sr ? همبستگی مثبت داشت اما اثر آن بر llwr معنی دار نشد. در تابع انتقالی به دست آمده برای برآورد llwr بزرگترین ضریب متعلق به رس بوده و پس از آن به ترتیب oc، db و اکسید های منگنز اگزالاتی بر llwr تاثیر گذار بودند. محاسبه llwr از روی چهار ضریب رطوبتی fc ? ،wp ? ، sr ? و afp ? که برای هر کدام از ptf های معین از متغیرهای مستقل مورد بررسی در این پژوهش ایجاد شدند ، در مقایسه با برآورد مستقیم llwrاز طریق ptf های ایجاد شده ، از دقت بالاتری برخوردار بود. در ایجاد ptf های برآورد -کننده برای چهار ضریب رطوبتی ، گروه بندی خاک ها به db های مساوی یا بزرگتر از 4/1 و کوچکتر از 4/1 مگاگرم بر متر مکعب خطای برآورد rmse)) را به طور قابل ملاحظه ای کاهش داد. به عبارت دیگر تلاش در ایجاد یک ptf برای برآورد هر یک از چهار ضریب رطوبتی در کل 32 خاک با کاهش دقت برآورد در llwr روبرو گردید. گروه بندی خاک ها بر اساس درصد رس نیز توانست دقت ptf-های برآورد گر چهار ضریب رطوبتی و در نهایت llwr را بالا ببرد.مقایسه rmse توابع انتقالی تخمین گر بر اساس گروه بندی db و گروه بندی درصد رس نشان داد که گروه بندی خاک ها بر اساس db خطای برآورد چهار ضریب رطوبتی fc ? ،wp ? ، sr ? ، afp ? و llwr را در مقایسه با گروه بندی بر اساس درصد رس به میزان بیشتری کاهش دهد. واژه های کلیدی: دامنه رطوبتی با حداقل محدودیت در خاک، منحنی مشخصه رطوبتی خاک، منحنی مشخصه مقاومت خاک، تخلخل تهویه ای، مقاومت مکانیکی خاک، سیمانی کننده ها، توابع انتقالی.