تاثیر تغییر کاربری اراضی بر شاخص‌های طول درشت مویینگی و هدایت هیدرولیکی اشباع خاک با استفاده از نفوذسنج دیسک مکشی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی مغان- دانشگاه محقق اردبیلی

2 دانشجوی کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه محقق اردبیلی

3 عضو هیات علمی دانشگاه اردبیل

4 گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی

چکیده

طول درشت مویینگی، پارامتری کلیدی به هنگام کاربرد روش‌هایی چون روش نفوذسنج گلف، استوانه‌های مجاور و نفوذسنج مکشی است و مقدار این پارامتر نشان‌دهندة چیرگی پتانسیل ثقلی بر پتانسیل مویینگی است. در این پژوهش از روش صحرایی اندازه‌گیری نفوذسنج مکشی در دو کاربری جنگل و کشاورزی با بافت لوم- شنی در دانشکده کشاورزی مغان استفاده شد. برای انجام آزمایش‌ها در روش نفوذسنج مکشی آزمایش‌ها در مکش‌های 5 ، 10 و 15 (سانتی‌متر) به تعداد 20 نقطه برای هر کاربری، به‌صورت شبکه منظم مربعی شکل با فواصل 3*3 متر در کاربری جنگل و مزرعه صورت گرفت و طول درشت مویینگی با استفاده از روش وودینگ (بهترین خط برازشی) برای هر کاربری به دست آمد. میانگین طول درشت مویینگی و هدایت هیدرولیکی اشباع به‌دست‌آمده برای کاربری جنگل و مزرعه به ترتیب برابر 4/9، 5/9 (سانتی‌متر) و 7/1، 7/6 (سانتی‌متر بر ساعت) به‌دست‌آمد. همچنین از نظر ضریب جذب و شدت نفوذ شبه‌پایدار در مکش‌های اعمالی مقادیر به‌دست‌آمده برای کاربری مزرعه از مقادیر کاربری جنگل به‌صورت معنی‌داری بیش‌تر بود و روند کاهشی آن از مکش 5 به 15 بخصوص در کاربری مزرعه دیده شد. میانگین مقادیر ضریب جذب و شدت نفوذ شبه‌پایدار در مکش‌های اعمالی در کاربری مزرعه به ترتیب برابر 1/2 و 6/1 برابر کاربری جنگل محاسبه گردید. انجام آزمون مقایسه میانگین‌ها در سطح یک درصد وجود اختلاف معنی‌دار بین دو کاربری را در همه شاخص‌ها به‌غیراز طول درشت مویینگی نشان داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

The effect of land use change on the soil macroscopic capillary length and saturated hydraulic conductivity using Tension Disc Infiltrometer

نویسندگان [English]

  • Yaser Hoseini 1
  • Payman Bagheri 2
  • Javad Ramazani Moghadam 3
  • Ali Rasoulzadeh 4
1 Associate Professor of Moghan College of Agriculture & Natural Resources - University of Mohaghegh Ardabili - Ardabil – Iran
2 2- Master student of Irrigation and Drainage, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili
3 3- Assistant Professor, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili
4 Associate Professor, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili
چکیده [English]

The macroscopic capillary length (λc) is a key parameter to use golf permemeter, double rings, and the tension infiltrometer. The value of this parameter indicates the predominance of gravitational potential over capillary potential. In this study, the field method of tension infiltrometer was used in both forest and agricultural in loamy-sand texture in Moghan Faculty of Agriculture. In order to perform the tension infiltrometer method, the experiments carried out in 5, 10 and 15 (cm) matric suctions at 20 points in the form of a regular square network with 3*3 m distances in forest and farm land uses and infiltration data was modeled usingWooding's analytical method (best fit) and was obtained macroscopic capillary length for each land uses. The mean macroscopic capillary length and the saturareted hydraulic conductivity (Ks) for forest and farm land uses were obtained 9.4, 9.5 (cm) and 1.7, 6.7 (cm/hr), respectively. Also, in terms of sorptivity, S(h) and steady-state flux, q(h) in the applied matric suction, the values obtained for farm use were significantly higher than forest use values and its decreasing trend was seen from 5 to 15 suction, especially in farm use. The mean values of sorptivity, S(h) and steady-state flux, q(h) in applied suctions and in farm land use were calculated 1.2 and 1.6 times more than forest use, respectively. Performing Compare Means test at the level of 1% showed a significant difference between the two land uses in all indicators except for the macroscopic capillary length.

کلیدواژه‌ها [English]

  • macroscopic capillary length
  • infiltrometer
  • etimation
  • Land use
  • Tension Disc Infiltrometer

مراجع

ابراهیمی، ف. و  م. رئوف. 1395. اثر تغییر کاربری اراضی بر هدایت هیدرولیکی غیراشباع خاک در شرایط غیرماندگار و ارزیابی برخی اطلاعات جهانی. پژوهش‌های خاک. سال سی ام، شماره 3 ، ص 328 - 319.
پارسافر، ن. 1390 . بررسی اثر فاضلاب شهری و پساب تصفیه‌شده آن بر برخی ویژگی‌های فیزیکی خاک، آب زهکشی و ویژگی‌های کمی- کیفی سیب‌زمینی. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه بوعلی سینا همدان، دانشکده کشاورزی، 117 صفحه.
جعفری ­فوتمی، ع. و ا. شیدای­کرکج. 1392. بررسی نقش تغییر کاربری اراضی بر خصوصیات فیزیکی و کاتیون­های خاک (مطالعه موردی: دشت میزابایلو، استان گلستان)، مجله­ی مدیریت خاک، سال دوم، شماره 2 ، ص 55 - 45.
حسینی،ی. 1396. مقایسۀ روش‌های نفوذسنج گلف و دیسک مکشی در اندازه‌گیری هدایت هیدرولیکی اشباع خاک، تحقیقات مهندسی سازه‌های آبیاری و زهکشی. سال هیجدهم، شماره 69 ، ص 16 - 1.
رمضانی، ن.، صیاد، غ.ع.،  برزگر، ع.ا. و ا.  لندی. 1399. اثر ساختمان خاک بر خصوصیات هیدرولیکی نزدیک اشباع با استفاده از دستگاه نفوذسنج مکشی. علوم و مهندسی آبیاری. سال چهل و سوم، شماره 2 ، ص 92 - 77.  
عبدالمحمدی، ش.، ع. ر. ایلدرمی، و م. حشمتی. 1400. اثر تغییر کاربری اراضی بر برخی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک حوزه آبخیز هلشی، کرمانشاه. نشریه علمی جغرافیا و برنامه ریزی. سال بیست و پنجم، شماره 75 ، ص 180 - 171.
غفاری، پ.، کشکولی، ح.ع.، سلطانی، ش. 1388. کاربرد نفوذسنج دیسک مکشی در تعیین خصوصیات هیدرولیکی نزدیک به اشباع در خاک لومی. هشتمین کنگره بین‌المللی مهندسی عمران. شیراز.
قربانی دشتکی، ش.،  دهقانی بانیانی، س.، خداوردی‌لو، ح.، محمدی، ج.، و ب . خلیل‌مقدم. 1391. برآورد هدایت ‌آبی اشباع و عکس طول ‌‌درشت‌ مویینگی خاک با استفاده از توابع انتقالی خاک. مجله علوم آب‌وخاک. سال شانزدهم، شماره 60 ، ص 157 - 145.  
قیومی محمدی، ا. م.،  قربانی دشتکی، ش.، رئیسی، ف. و پ. طهماسبی. 1392. اثر رهاسازی اراضی بر تغییرات نفوذ آب به خاک. حفاظت منابع آب‌وخاک. سال هشتم،  ص 51 - 41.
Abu-Hashim, M.S.D. 2011. Impact of land-use and landmanagement on water infiltration capacity of soils on a catchment scale. PhD Thesis Fakultät Architektur, Bauingenieurwesen und Umweltwissenschaften der Technischen Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Germany.
Ankeny, M. D., Ahmed, M., Kaspar T. C.  and R.  Horton. 1991. Simple field method for determining unsaturated hydraulic conductivity.  Soil Science Society of America Journal, 55:467-470
Baranian Kabir, E., Basharia, H., Bassiria, M. and M. R. Mosaddeghi. 2020. Effects of land-use/cover change on soil hydraulic properties and pore characteristics in a semi-arid region of central Iran. Soil and Tillage Research. 197: 420–433.
Bouyoucos, G.J. 1962. Hydrometer method improved for making particle size analysis of soils. Agronomy Journal. 54: 464-465.
Canadell, J. and I. Noble. 2001. Challenges of a changing Earth.Trends Ecol. Evol. 16: 664–666.
Dionizio, E. A. and M. H. Costa. 2019. Influence of Land Use and Land Cover on Hydraulic and Physical Soil Properties at the Cerrado Agricultural Frontier. Agriculture. 9: 1–14.
Elrick, D.E., Reynolds, W.D. and K.A. Tan.1989. Hydraulic conductivity measurements in the unsaturated zone using improved well analyses. Ground water moint. Rev. 9:184-193.
Elrick, D.E. and W.D. Reynolds. 1992. Methods for analyzing constant head well permeameter data. Soil Sci. Soc. Amer. J. 56: 320–323.
Evett, S.R., Peters, F.H., Jones, O.R. and P.W. Unger. 1999. Soil hydraulic conductivity and retention curves from tension infiltrometer and laboratory data. In: van Genuchten, M. Th, Leij, F.J., Wu, L. (Eds.), Characterization and Measurement of the Hydraulic Properties of Unsaturated Porous Media: Part I. U.S. Salinity Laboratory, USDA-ARS, pp. 541–551.
Flint, L. E. and A. L. Flint, 2002. The soil solution phase Porosity. In Methods of Soil Analysis. Part 4. Dane JH, Topp GC (eds). Soil Science Society of America Journal, Madison, Wisconsin, 241–245.
Gardner, W.R. 1958. Some steady-stade solutions of the unsaturated moisture flow equation with application to evapopration form water table. Soil sci. 85: 228-232.
Hu, W., Shao, M., Wang, Q., Fan, J. and R. Horton. 2009. Temporal changes of soil hydraulic properties under different land uses. Geoderma, 149: 355–366.
Kerna, J. S. and M. G. Johnson. 1993. Conservation tillage impacts on national soil and atmospheric carbon levels. Soil Sci. Soc. Amer. J, 57: 200-210.
Kelishadi, H., Mosaddeghi, M.R., Hajabbasi, M.A. and S. Ayoubi. 2014. Near-saturated soil hydraulic properties as influenced by land use management systems in Koohrang region of central Zagros, Iran. Geoderma. 213: 426–434.
Leite, A. M. P., Souza, E. S., Santos, E. S., Gome, J. R., Cantalice, J. R. and B. P. Wilcox. 2018. The influence of forest regrowth on soil hydraulic properties and erosion in a semiarid region of Brazil. Ecohydrology, 11: 31-33,
Lipiec, J., Kuś, J., Słowińska-Jurkiewicz, A. and A. Nosalewicz. 2006. Soil porosity and water infiltration as influenced by tillage methods. Soil till. Res. 89: 210–220.
Logsdon, S.D.  and D.B. Jaynes. 1993.  Methodology for determining hydraulic conductivity with tension infiltrometers.  Soil Science Society of America Journal, 57: 1426-1431.
Mohanty, B.P., Kanwar, R.S. and R. Horton. 1991. A robust-resistant approach to interpret the spatial behavior of saturated hydraulic conductivity of a glacial till soil under no-tillage system. Water Resources Research, 27: 2979-2992.
Mosaddeghi, M.R., Hemmat, A., Hajabbasi, M.A. and A. Alexandrou. 2003. Pre-compression stress and its relation with the physical and mechanical properties of a structurally unstable soil in central Iran. Soil till. Res. 70: 53–64.
Moosavi, A.A. and A.R. Sepaskhah. 2012. Spatial variability of physico-chemical properties and hydraulic characteristics of a gravelly calcareous soil. Arch. Agron. Soil Sci. 58 (6): 631–656.
Mullins, C.E. 2000. Hardsetting soils. In: Sumner, M.E. (Ed.), Handbook of Soil Science.
Philp, J.R. 1969. Throry of infiltration. Adv. Hydrosci. 5: 215-296.
Radcliffe, D.E. and J. Šimůnek. 2010. Soil Physics with HYDRUS: Modeling and Applications.CRC Press Taylor and Francis Group.properties under different land uses. Geoderma. 149: 355–366.
Reynolds, W.D. and D.E. Elrick. 1985. In situ measurement of field saturated hydraulic conductivity sorpitivity a parameter using Guelph permeameter. Soil sci. 140(4): 292-302.
Reyonlds, W.D. and D.E. Elrick. 1991. Determination of hydraulic conductivity using a tension in filtrometer. Soil sci. Soc Am. J. 55: 633-639.
Reynolds, W.D., Vieira, S.R. and G.C. Topp. 1992. An assessment of the sing le-head analysis for the constant head well permeameter. Can. J. soil Sci. 72: 489- 501.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار