تخمین هدایت هیدرولیکی غیراشباع با استفاده از هدایت الکتریکی توده ا ی خاک

هدایت هیدرولیکی غیراشباع خاک (k(?)) که با تغییر رطوبت (?) یا پتانسیل ماتریک خاک (h) می تواند چندین ده مرتبه تغییر نماید، یک ویژگی کلیدی در تبیین جریان آب در خاک و انتقال انواع آلاینده ها در محیط متخلخل است. اما اندازه گیری k(?) چه در آزمایشگاه روی نمونه های دست نخورده و چه در مزرعه، بسیار پیچیده، زمان بر و همراه با خطاهای بسیار است. از این رو استفاده از یک ویژگی خاک، که به سادگی در مزرعه یا آزمایشگاه قابل اندازه گیری بوده و ارتباط تنگاتنگ با k(?) داشته باشد، همیشه مورد جستجوی محققین فیزیک خاک بوده است. هدایت الکتریکی توده ای خاک (b?) از ویژگی های مطرح شده در این راستا است. جریان الکتریکی و جریان آب، هردو دریک مجموعه از منافذ و شکاف ها اتفاق می افتند و هردو با پارامترهای مشابهی مثل قطر منافذ، پیوستگی منافذ و پرپیچ وخمی در محیط متخلخل تحت تأثیر قرار می گیرند. بنابراین انتظار می رود برآورد k(?) از طریق b? چه به صورت رابطه ی رگرسیونی و چه تحلیلی میسر باشد. هدف این بررسی، امکان برقراری رابطه بین k(?) و b? و استفاده از آن به عنوان ابزار پیش بینی k(?)می باشد. در این تحقیق، k(?) برآورد شده از طریق اندازه گیری b? و به کار گیری مدل دوسان و روی، با k(?) اندازه گیری شده به روش گاردنر( جریان خروجی از دستگاه صفحلت فشار) مقایسه و ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که در 30 نمونه خاک مورد مطالعه، بین k(?) برآورد شده از طریقb? و k(?) اندازه گیری شده یک رابطه ی خطی با r^2 بیشتر از 9/0 وجود دارد و بیانگر این است که می توان با اندازه گیری b? و با دردست داشتن مقادیر شن و سیلت و رس در هر خاک مقدار k(?) را با دقت خوبی برآورد کرد. در بخش دیگری از این تحقیق امکان برقراری رابطه بین k(?) و نفوذپذیری هوا برای خاک (k_a ) مورد بررسی قرار گرفت. در یک محیط متخلخلی مثل خاک، همچنان که نفوذپذیری خاک برای آب به عنوان یک سیال مطرح شده، نفوذپذیری خاک برای هوا نیز به عنوان یک سیال دیگر مطرح است. جریان آب از بخش اشباع منافذ و جریان هوا از بخش خالی منافذ صورت می گیرد و با توجه به وابستگی بین دو بخش یاد شده، انتظار می رود که k_a و k(?)به هم مرتبط شوند. به علاوه اندازه گیری k_a براساس روش بار افتان بسیار سهل و ساده است. در این تحقیق k_a نمونه ها به روش بار افتان (کریکهام، 1949) و k(?) به روش گاردنر (1956) اندازه گیری و با k_a مقایسه و تجزیه و تحلیل گردید. نتایج نشان داد که در 30 نمونه خاک بین k_a و k(?)یک رابطه ی خطی رگرسیونی با r^2 بالا (بین 95/0 تا 98/0) وجود دارد و می توان با استفاده از این رابطه و با داشتنk_a در هر خاک مقدار k(?) را با دقت قابل قبول تخمین زد. مقادیر k(?)همچنین از مدل ون گنوختن- معلم برای هر نمونه برآورد شده و با مقادیر k(?)برآورد شده از طریق b? و k_aمقایسه شد. مشخص شد که مقادیر برآورد شده از طریق b? و مدل ون گنوختن- معلم دارای دقت های نزدیک به هم و بالاتری نسبت به مقدار برآورد شده از طریق k_a هستند. لذا به نظر می رسد تخمین k(?) از طریق b? بسیار رضایت بخش و امیدوار کننده است.