اثر تغییر کاربری اراضی بر هدایت هیدرولیکی غیراشباع خاک در شرایط غیرماندگار و ارزیابی برخی اطلاعات جهانی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد دانشگاه محقق اردبیلی

2 استادیار دانشگاه محقق اردبیلی

چکیده

به منظور تحلیل جریان آب در خاک در حالت غیرماندگار می­توان از روش ژانگ بهره برد. هدف از این تحقیق تعیین روشی مناسب جهت تخمین مقادیر هدایت هیدرولیکی اشباع و غیراشباع در کاربری­های مرتع، باغ و کشاورزی و اثرات تغییر کاربری اراضی بر آن­ می­باشد. کاربری­های باغ و کشاورزی از تغییر کاربری مرتع به وجود آمده­اند. آزمایشات صحرایی نفوذ با استفاده از نفوذسنج دیسک مکشی در مکش­های 0، 3، 6، 10 و 18 سانتیمتر آب با سه تکرار در هر کاربری انجام شد. سپس مقادیر هدایت هیدرولیکی در کاربری­های مختلف به روش ژانگ تعیین گردید. برای تخمین پارامترهای هیدرولیکی مدل­ هدایت هیدرولیکی ون­گنوختن مورد نیاز در روش ژانگ از داده­های اطلاعاتی راولز و همکاران، کارسل و پریش، نتایج نرم افزار ROSETTA و مدل HYDRUS-2D استفاده شد. جهت تعیین مقادیر خطای روش­های تخمین هدایت هیدرولیکی نسبت به مقادیر داده­های اندازه­گیری شده از دو شاخص ارزیابی آماری خطای نسبی(RE) و متوسط مجذور مربعات خطا (RMSE) استفاده گردید. نتایج حاصل از محک­های آماری نشان داد در هر سه کاربری مدل ژانگ براساس داده­های اطلاعاتی کارسل و پریش با کمترین مقدار RE و RMSE بالاترین صحت را در برآورد مقادیر هدایت هیدرولیکی دارا می­باشد. به غیر از روش کارسل و پریش سایر روش­ها در همه کاربری­ها در برآورد مقادیر هدایت هیدرولیکی در رطوبت­های نزدیک اشباع دارای صحت پایین می­باشند اما در مکش­های بالاتر عملکرد آن­ها بهبود یافته است. همچنین طی تغییر کاربری از مرتع به باغ و کشاورزی مقادیر هدایت هیدرولیکی اشباع افزایش یافته که دلیل آن می­تواند افزایش ماده آلی خاک و خاکدانه سازی در کاربری­های باغ و کشاورزی باشد که در کاربری مرتع کمتر از دو کاربری دیگر است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Land use Change on Unsaturated Hydraulic Conductivity under Unsteady State Flow Condition and Evaluation of Some Global Databases

نویسندگان [English]

  • F. Ebrahimi 1
  • M. Raoof 2
چکیده [English]

Zhang's method can be used to analyze the unsteady state flow of water in the soil. The aim of this study was determining a suitable method for estimating the amounts of saturated and unsaturated hydraulic conductivity in pasture, orchards, and other agricultural land uses and how it is affected by land use change. Originally, many orchards and cropped lands were pasture land. Field infiltration rate experiments were conducted using tension disc infiltrometer at tensions of 0, 3, 6, 10 and 18 cm of water with three replications for each land use. Hydraulic conductivity values for different land use were determined by Zhang method. To estimate hydraulic parameters of Van Genuchten soil hydraulic conductivity model in Zhang's method, Rawls et al. and Carsel and Parrish databases, extracted results of ROSETTA code and HYDRUS-2D software were used. HYDRUS-2D inverse modeling method, also, was used to estimate soil hydraulic properties. Relative Error (RE) and root mean square error (RMSE), as statistical parameters were used to evaluate the estimated hydraulic conductivity versus the measured one. Statistical parameters values showed that, in all the three land uses, Zhang model based on Carsel and Parish had the least amount of RE and RMSE and the highest accuracy in estimating the hydraulic conductivity values. In all land uses, other methods (except Carsel and Parrish) performed weakly at low tensions, but results improved at high tensions. During the land use changefrompasturetoorchardandfield crops,saturated hydraulic conductivity valuesincreaseddue toanincrease in soil organic matter in orchards and cropped lands.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Saturated hydraulic conductivity
  • Tension Disc Infiltrometer
  • Hydrus-2d
  • Zhang's method