مقایسه روش های تخمینی تابع هدایت هیدرولیکی غیراشباع با روش صحرایی بر مبنای تابع نفوذ با استفاده از دستگاه نفوذسنج دیسک

خصوصیات هیدرولیکی خاک سطحی در شناخت و توصیف بسیاری از فرآیندهای موجود در چرخه هیدرولوژی از جمله نفوذ باران، رواناب، انتقال املاح و آلودگی ها ضروری می باشند. هم چنین تعریف منحنی های مشخصه هیدرولیکی خاک در بسیاری از مدل های توسعه یافته اخیر از جمله مدل های شبیه سازی روابط آب-خاک، مدیریت و برنامه ریزی آبیاری و طراحی سیستم های آبیاری و زهکشی...الزامی است. به تازگی دستگاه نفوذسنج دیسک توسط محققین زیادی برای اندازه گیری هدایت هیدرولیکی اشباع و نزدیک اشباع خاک های سطحی و زیرسطحی در شرایط صحرایی مورد استفاده قرار گرفته است. در این تحقیق دو روش تخمین توابع انتقالی که از خصوصیات فیزیکی زودیافت خاک و مدل retc که از زوج داده های آزمایشگاهی مکش و رطوبت جهت تخمین هدایت هیدرولیکی غیراشباع استفاده می نمایند با روش صحرایی نفوذسنج دیسک مقایسه شدند. آزمایشات صحرایی توسط یک دستگاه نفوذسنج دیسک مدل 2805d20k1 به شعاع 10 سانتی متر در سه مزرعه تحقیقاتی واقع در دانشگاه شهید چمران با سه نوع بافت خاک مختلف انجام شدند. به دلیل استفاده از یک دیسک در چندین مکش متوالی، از دو روش تحلیل لوگسدن و جینیز و روش الریک و رینولدز جهت تحلیل سرعت های نفوذ پایدار اندازه گیری شده صحرایی استفاده شد. هر دو روش تحلیل برای بافت سیلتی لوم در سطح احتمال 05/0 مقادیر یکسانی از هدایت هیدرولیکی غیراشباع تخمین زدند در حالیکه برای دو نوع بافت لوم، تفاوت بین مقادیر تخمین زده شده در سطح احتمال 05/0 معنی دار شد. با توجه به اینکه در این مطالعه روش تحلیلی لوگسدن و جینیز در هر سه بافت خاک، پارامتر ?گاردنر و هدایت هیدرولیکی اشباع را با رگرسیون بالا (9/0<) تخمین زد، نتایج بدست آمده از این روش تحلیل، مبنای مقایسه با دو روش تخمین دیگر قرار گرفت. میانگین مقادیر ? تخمین زده شده به روش مذکور در سه بافت سیلت لوم، لوم1 و لوم2 به ترتیب برابر با 1567/0، 1867/0 و 11/0(1/cm) و هدایت هیدرولیکی اشباع به ترتیب برابر با 0016/0، 0013/0 و 001/0 (cm/sec) بدست آمد. نتایج این تحقیق نشان داد که بین پارامتر ? گاردنر (پارامتر توزیع اندازه منافذ در خاک) و درصد شن در خاک هم بستگی مثبت وجود دارد به طوری که بیشترین مقدار ? برای بافت لوم1،که دارای بیشترین درصد شن بود تخمین زده شد. هم چنین پارامتر ? متاثر از ساختمان خاک و وضعیت کلوخه های موجود در خاک نیز می باشد به طوری که کمترین مقدار ? به ساختمان خاک با کلوخه های کوچکتر و مستحکم تر تعلق داشت. در این تحقیق، 5 تابع انتقالی غیراشباع با 4 تابع انتقالی رطوبت اشباع و 8 تابع انتقالی هدایت اشباع جهت تخمین هدایت هیدرولیکی غیراشباع در همان مکش های اعمالی توسط نفوذسنج دیسک، ادغام شدند. با استفاده از مدل retcنیز منحنی مشخصه هیدرولیکی خاک از زوج داده های اندازه گیری شده آزمایشگاهی (مکش و رطوبت)، تخمین زده شد. شاخص های آماری محاسبه شده، total error، gmer و gsder، نشان دادند که توابع انتقالی ادغام شده که نهایتاً به عنوان بهترین توابع در هر بافت خاک معرفی شدند، در مقایسه با مدل retc، تخمین های بهتری از هدایت هیدرولیکی غیراشباع در مقایسه با مقادیر صحرایی ارائه کردند.