سید علی اکبر موسوی؛ محمد امیدی فرد
چکیده
اندازه گیری ضرایب هیدرولیکی که در مدل سازی فرایندهای هیدرولوژیکی، طراحی سیستم های آبیاری- زهکشی، انتقال املاح و آلاینده های شیمیایی- زیستی در خاک نقش دارند وقت گیر و پرهزینه است و به دلیل تغییرات مکانی نیاز به تعداد زیادی اندازه گیری می باشد. امروزه تخمین این ویژگی ها با روش های زمین آماری (اندازه گیری های محدود) مورد توجه می باشد. این ...
بیشتر
اندازه گیری ضرایب هیدرولیکی که در مدل سازی فرایندهای هیدرولوژیکی، طراحی سیستم های آبیاری- زهکشی، انتقال املاح و آلاینده های شیمیایی- زیستی در خاک نقش دارند وقت گیر و پرهزینه است و به دلیل تغییرات مکانی نیاز به تعداد زیادی اندازه گیری می باشد. امروزه تخمین این ویژگی ها با روش های زمین آماری (اندازه گیری های محدود) مورد توجه می باشد. این تحقیق با هدف بررسی تغییرات مکانی و تخمین هدایت-هیدرولیکی اشباع (Ks) و اشباع در شرایط مزرعه، نزدیک اشباع (Kfs)، نمای معادله گاردنر (α)، ضریب جذب آب خاک (S)، پخشیدگی هیدرولیکی (D) و جریان بالقوه ماتریکی (Фm) در یک خاک آهکی انجام شد. اندازه گیری ویژگی های مورد مطالعه در 50 نقطه از خاک آهکی سری دانشکده (در ایستگاه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز واقع در منطقه باجگاه در 15 کیلومتری شمال شیراز) با روش های تک حلقه و قطره چکان انجام شد. پس از بررسی های آماری، همبستگی مکانی با محاسبه و مدلسازی نیم تغییرنما بررسی و روش مناسب تخمین شناسایی و پهنه بندی انجام شد. کلاس تغییر پذیری همه ویژگی ها کم تا متوسط و مدل کروی بهترین مدل برازش داده شده به نیم تغییرنما (به جز Kfs و D) بود. سقف نیم-تغییرنما بین 0003/0 تا 419/0 به ترتیب برای S و Kfs، اثر قطعه ای بین 00015/0 تا 108/0 به ترتیب برای S و Фm و شعاع تاثیر بین 211 تا 4/6 متر به ترتیب برای Ks و D متغیر بود. به ترتیب 5/3 و 50 درصد از تغییرات D و Ks ساختاردار و بقیه تصادفی بود. کلاس وابستگی مکانی ویژگی ها ضعیف تا متوسط بود و در تخمین ها روش وزن دهی نرمال عکس فاصله مناسب تر بود. دقیق ترین و کم دقت ترین تخمین ها به ترتیب مربوط به Ks و Фm بود. پیشنهاد می شود در مواردی که به نقشه ویژگی های هیدرولیکی و یا مقدار آنها در نقاط زیاد نیاز باشد با روش های زمین آماری و اندازه-گیری های محدود، ویژگی ها با دقت قابل قبول برآورد شده تا در وقت و هزینه ها صرفه‌جویی شود.
جواد بهمنش؛ الناز رضایی
چکیده
مطالعه خصوصیات هیدرولیکی خاک از جمله هدایت هیدرولیکی اشباع خاک در بررسی‌های زیست محیطی ضروری می‌باشد. با وجود پژوهش‌های بی‌شمار که پیرامون اندازه‌گیری مستقیم هدایت هیدرولیکی اشباع صورت گرفته است، این روش‌ها هم‌چنان پرهزینه، زمان‌بر و تخصصی هستند. از این رو برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع خاک با استفاده از روش‌هایی سریع، کم ...
بیشتر
مطالعه خصوصیات هیدرولیکی خاک از جمله هدایت هیدرولیکی اشباع خاک در بررسی‌های زیست محیطی ضروری می‌باشد. با وجود پژوهش‌های بی‌شمار که پیرامون اندازه‌گیری مستقیم هدایت هیدرولیکی اشباع صورت گرفته است، این روش‌ها هم‌چنان پرهزینه، زمان‌بر و تخصصی هستند. از این رو برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع خاک با استفاده از روش‌هایی سریع، کم هزینه و با دقت قابل قبول مانند توابع انتقالی خاک توسعه یافته است. هدف اصلی این تحقیق، مقایسه و ارزیابی 11 تابع انتقالی رگرسیونی و سامانه استنتاج تطبیقی عصبی- فازی به منظور برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع خاک می‌باشد. لذا آزمایشات مربوط به محاسبه هدایت هیدرولیکی اشباع و محاسبه خصوصیات فیزیکی خاک در 40 نقطه از شهرستان ارومیه صورت گرفت. در هر موقعیت انتخابی، چاهکی تا عمق 30 سانتی‌متر حفر گشت. هدایت هیدرولیکی اشباع خاک با روش پرمامتر گلف در محل هر چاهک اندازه‌گیری شد. خاک حاصل از حفر هر چاهک نیز برای تعیین ویژگیهای زودیافت خاک در آزمایشگاه استفاده شد. نتایج نشان داد که در بین مدل‌های رگرسیونی موجود، مدل آیمرون و همکاران با کمترین مقدار خطا برای پارامترهای RMSE و MAE (174/0 و 028/0متر در روز) بهترین برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع را در اراضی مورد مطالعه داشت. نتایج این تحقیق بر اهمیت کاربرد تخلخل مؤثر به عنوان یک پارامتر زودیافت مهم به منظور افزایش دقت توابع انتقالی رگرسیونی تأکید دارد. در شبکه استنتاج تطبیقی عصبی- فازی از میان 561 مدل با لایه‌های ورودی مختلف، پارامترهای درصد شن، سیلت، چگالی مخصوص ظاهری و چگالی مخصوص حقیقی به عنوان ورودی انتخاب شدند. در مدل عصبی- فازی ارائه شده در این تحقیق، مقادیر R2 و RMSE در مرحله آموزش برابر با 1 و 7-10×2/1 و در مرحله آزمون برابر با 98/0 و 0006/0 به دست آمد. مقایسه نتایج توابع رگرسیونی و مدل‌های عصبی- فازی بیانگر برتری سامانه عصبی- فازی نسبت به تابع رگرسیونی است. همچنین سیستم استنتاج عصبی- فازی قادر است در بافتهای خاک مختلف قدرت برآورد خود را با دقت بالا حفظ نماید.
شکراله اصغری؛ ثریا دیزجقربانی اقدم؛ اباذر اسمعلی
چکیده
آگاهی از توزیع مکانی خصوصیات خاک از مهم ترین موضوعات در شناسایی، برنامه ریزی، مدیریت و بهره برداری از منابع آب و خاک است. در این پژوهش تغییرات مکانی چند شاخص مهم کیفیت فیزیکی خاک شامل کربن آلی (OC)، شن، سیلت، رس، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها (MWD)، هدایت هیدرولیکی اشباع (Ks)، رطوبت اشباع (θs) و جرم مخصوص ظاهری (Db) در سه کاربری مجاور هم جنگلی، ...
بیشتر
آگاهی از توزیع مکانی خصوصیات خاک از مهم ترین موضوعات در شناسایی، برنامه ریزی، مدیریت و بهره برداری از منابع آب و خاک است. در این پژوهش تغییرات مکانی چند شاخص مهم کیفیت فیزیکی خاک شامل کربن آلی (OC)، شن، سیلت، رس، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها (MWD)، هدایت هیدرولیکی اشباع (Ks)، رطوبت اشباع (θs) و جرم مخصوص ظاهری (Db) در سه کاربری مجاور هم جنگلی، زراعی و مرتعی واقع در منطقه فندقلوی اردبیل بررسی گردید. در مجموع 100 نمونه خاک از عمق 0 تا 15 سانتی متری به صورت شبکه منظم 100 در 100 متر در بهار 1392 برداشته شد. ابتدا دقت روش های زمین آماری کریجینگ و وزن دهی عکس فاصله (IDW) بررسی و در نهایت نقشه پهنه بندی این خصوصیات در سطح منطقه رسم شد. نسبت اثر قطعه ای به آستانه برای رس، شن و سیلت به ترتیب برابر 5/0، 47/0 و 49/0 تعیین گردید بنابراین این خصوصیات دارای ساختار مکانی متوسط بودند. مقادیر نسبت مذکور برای OC،Db، θs، Ks و MWD به ترتیب برابر با 002/0، 014/0، 0007/0، 05/0 و 008/0 به دست آمد که بیانگر ساختار مکانی قوی این خصوصیات می باشد. بر اساس معیار آماری ضریب تبیین ( R2 ) روش کریجینگ در تخمین رس، شن و سیلت و روش IDW در تخمین MWD، OC، Ks ، θs و Db بیشترین دقت را داشتند. پهنه بندی شاخص های کیفی نشان داد که اراضی جنگلی در مقایسه با اراضی زراعی و مرتعی دارای کربن آلی، پایداری خاکدانه و هدایت هیدرولیکی بیشتر و جرم مخصوص ظاهری کمتری بودند. نتایج این پژوهش نشان داد کیفیت فیزیکی خاک منطقه مورد مطالعه در کاربری های مرتعی و زراعی پایین تر از اراضی جنگلی بود.
توحید اسداله زاده؛ محمود مشعل؛ سجاد کریم زادگان
چکیده
از مهمترین مشخصات هیدرولیکی موثر بر روی فرآیندهای خاک، هدایت هیدرولیکی اشباع (Kfs) و عدد جذبی (*α) می باشند. یکی از روشهای اندازه گیری هدایت هیدرلیکی به روش چاهک، پرمامتر بار افتان چاهک پوشش دار (روش فیلیپ) می باشد. آنالیز بار افتان چاهک پوشش دار در ناحیه غیر اشباع، توسعه و مورد ارزیابی قرارگرفت. این روش توسط شبیه ساز هایدروس دو بعدی مورد ...
بیشتر
از مهمترین مشخصات هیدرولیکی موثر بر روی فرآیندهای خاک، هدایت هیدرولیکی اشباع (Kfs) و عدد جذبی (*α) می باشند. یکی از روشهای اندازه گیری هدایت هیدرلیکی به روش چاهک، پرمامتر بار افتان چاهک پوشش دار (روش فیلیپ) می باشد. آنالیز بار افتان چاهک پوشش دار در ناحیه غیر اشباع، توسعه و مورد ارزیابی قرارگرفت. این روش توسط شبیه ساز هایدروس دو بعدی مورد ارزیابی قرار گرفت اما در این تحقیق از داده های واقعی استفاده نکرد. هدف این مقاله بررسی دقت و تعیین صحت روش رینولدز توسط داده های صحرایی و شرایط واقعی می باشد. در این تحقیق تعداد کل چاهک های حفر شده 30 چاهک که 12 چاهک با چهار طول متفاوت و قطر 4 سانتی متر، 9 چاهک با سه طول متفاوت برای هر یک از قطر های 6 و 8 سانتی متر می باشد (برای هر طول سه تکرار انجام شد). در این تحقیق برای حل معادلات ارائه شده توسط رینولدز برنامه ای به زبان فرترن نوشته شد. شقاقی و همکاران آزمایش های اندازه گیری هدایت هیدرولیکی به روش گلف را جهت اندازه گیری هدایت هیدرولیکی و عدد جذبی در منطقه مورد آزمایش این تحقیق انجام دادند. نتایج خروجی از فرترن با نتایج بدست آمده توسط شقاقی و همکاران مقایسه شد. نتایج نشان داد که بهترین محدوده فروکش داده ها برای تعیین Kfs و *α مربوط به دامنه پایین داده ها است. با توجه به بررسی های انجام شده بر روی تاثیر شرایط چاهک مشخص شد که قطر و طول چاهک در تخمین ها تاثیری چندانی نداشته و می توان از هر طول و قطری در حل معادله رینولدز استفاده کرد. همچنین با بررسی تعیین بهترین نسبت فاکتور گرانش برای دقت تخمین ها نتایج نشان داد که بهترین فاکتور گرانش مربوط به صفر می باشد.
محمد کریم زاده؛ امین علیزاده؛ مرضیه محمدی آریا
چکیده
یکی از عوامل مهم که حفظ و توسعه کشاورزی اراضی فاریاب را در نواحی خشک محدود می سازد کمبود آب است. استفاده مجدد از پساب فاضلاب شهری بعنوان یکی از منابع آبی غیر متعارف بخصوص در اراضی مجاور شهرهای بزرگ دنیا مورد توجه است. یکی از مهمترین خصوصیات فیزیکی خاک متأثر از استفاده پساب، هدایت هیدرولیکی اشباع خاک است. به منظور بررسی تأثیر پساب بر ...
بیشتر
یکی از عوامل مهم که حفظ و توسعه کشاورزی اراضی فاریاب را در نواحی خشک محدود می سازد کمبود آب است. استفاده مجدد از پساب فاضلاب شهری بعنوان یکی از منابع آبی غیر متعارف بخصوص در اراضی مجاور شهرهای بزرگ دنیا مورد توجه است. یکی از مهمترین خصوصیات فیزیکی خاک متأثر از استفاده پساب، هدایت هیدرولیکی اشباع خاک است. به منظور بررسی تأثیر پساب بر ، با انتخاب مزارع با بافتهای شن، لوم سیلتی و رس در محدوده تصفیه خانه پرکندآباد 2 مشهد که در 5 سال گذشته بطور پیوسته تحت آبیاری با آب یا پساب بوده اند نمونه دست نخورده تهیه و در آزمایشگاه، با استفاده از آب، پساب و مخلوط حجمی یکسان از آب و پساب مقادیر و وزن مخصوص ظاهری خاک تعیین گردید. نتایج نشان داد که آبیاری مزارع با پساب با مقدار ماده جامد معلق 60 میلی گرم در لیتر موجب کاهش در بافتهای مختلف می شود. کاهش در خاک با بافت رس به میزان 9درصد و در خاکهای لوم سیلتی و شن به ترتیب 5/4 و 2 درصد بود.استفاده از آب بعنوان سیال آزمایش تاثیری بر افزایش مقدار نداشت به گونه ای که آبشویی خاک تحت تیمار آبیاری با پساب، هدایت اشباع آب در خاک را فقط به میزان 3 درصد افزایش داد که بیانگر عدم تأثیر استفاده از یک مرحله آبشویی در بهبود هدایت آب در خاک می باشد. بیشترین تغییر در خاک رس به میزان 11 درصد و کمترین آن در خاک شن به میزان 6/0 درصدحاصل گردید که با توجه به میزان مواد معلق موجود در پساب (60 میلی گرم در لیتر) استفاده از پساب در آبیاری، در انسداد منافذ ریز خاک تأثیر داشته است. بنظر می رسد میزان مواد معلق جامد پساب، دانه بندی خاک و طول دوره استفاده مداوم از پساب، از عوامل مؤثر در تغییر ویژگیهای فیزیکی خاک از جمله ضریب هدایت اشباع آب در خاک و وزن مخصوص ظاهری خاک است.
وحید یزدانی؛ بیژن قهرمان؛ کامران داوری؛ محمدابراهیم فاضلی
چکیده
یکی از جنبه های مهم بررسی خاک، دانستن روابط و همبستگی بین خصوصیات مختلف خاک و بیان کمّی آنها در قالب مدل های آماری است. هدف از این پژوهش برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع توسط رگرسیون و شبکه استنتاج تطبیقی عصبی- فازی، با استفاده از پارامترهای زودیافت خاک می باشد. لذا آزمایشات مربوط به محاسبه هدایت هیدرولیکی اشباع و محاسبه خصوصیات فیزیکی ...
بیشتر
یکی از جنبه های مهم بررسی خاک، دانستن روابط و همبستگی بین خصوصیات مختلف خاک و بیان کمّی آنها در قالب مدل های آماری است. هدف از این پژوهش برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع توسط رگرسیون و شبکه استنتاج تطبیقی عصبی- فازی، با استفاده از پارامترهای زودیافت خاک می باشد. لذا آزمایشات مربوط به محاسبه هدایت هیدرولیکی اشباع و محاسبه خصوصیات فیزیکی خاک در 54 نقطه در زمین، که با فواصل 5 در 5 متر مشخص شده بودند، صورت گرفت. همچنین مقادیر چگالی ظاهری با روش کلوخه پارافینی، بعد فراکتال اندازه ذرات توسط روش الک خیس، درصد شن، رس و سیلت توسط هیدرومتری و هدایت هیدرولیکی اشباع بالای سطح ایستابی توسط روش استوانه های مضاعف اندازه گیری شد. بهترین مدل رگرسیونی برای تابع انتقالی، بر اساس حداقل سازی تابع هدفی که براساس پارامترهای آماری R2، RMSE و MAE بنا نهاده شده بود انتخاب گردید. پارامترهای درصد شن، چگالی ظاهری، چگالی حقیقی، بعد فراکتال اندازه ذرات، تخلخل و درصد سیلت به عنوان ورودی انتخاب شدند. در تابع انتقالی ارائه شده مقادیر R2، RMSE، NRMSE و MAE به ترتیب برابر 65/0، 017/0، 96/0 و 012/0 می باشند. شبکه استنتاج تطبیقی عصبی- فازی با 4 لایه در ورودی شامل چگالی ظاهری، چگالی حقیقی، تخلخل و بعد فراکتال اندازه ذرات و یک لایه خروجی دارای بهترین عملکرد بود. در مدل عصبی- فازی ارائه شده در این تحقیق مقدار R2 در آموزش و آزمون به ترتیب برابر 88/0 و 86/0 بوده و مقادیر RMSE نیز به ترتیب برابر 012/0 و 02/0 می باشد. با توجه به نتایج آنالیز حساسیت، تابع انتقالی رگرسیونی کمترین حساسیت را نسبت به تغییرات در تخلخل و بعد فراکتال اندازه ذرات دارد؛ در مقابل بیشترین حساسیت را نسبت به تغییرات در مقادیر چگالی ظاهری، درصد سیلت و درصد شن دارد. مدل استنتاج تطبیقی عصبی- فازی همانند تابع انتقالی رگرسیونی، نسبت به تغییرات در چگالی ظاهری بیشتر از سایر متغیرها حساس می-باشد، ضمن اینکه نتایج بیانگر برتری سامانه عصبی- فازی نسبت به تابع رگرسیونی است. ارزیابی مدل ها نشان داد که در خاک های رسی برآوردها دقت قابل قبولی ندارد؛ در مقابل برای تخمین هدایت هیدرولیکی اشباع در خاک هایی با بافت سبک تا متوسط (لومی شنی، لوم و سیلت لوم) مناسب می باشند.
