پهنه بندی هدایت هیدرولیکی اشباع خاک در حوضه آبخیز ناورود اسالم استان گیلان

آب و خاک

مقاله 2، دوره 29، شماره 4، مهر 1394، صفحه 787-796   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v0i0.21319

نویسندگان

محمدرضا خالدیان^* ؛ سیدعلی موسوی؛ حسین اسدی؛ مهدی نوروزی؛ محمد علی گلی

دانشگاه گیلان

چکیده

حرکت آب در ناحیه ی غیراشباع خاک اغلب با معادله ی ریچاردز مورد بررسی قرار می گیرد. به منظور حل این معادله بایستی شرایط اولیه و مرزی مربوط به فشار آب و هدایت هیدرولیکی خاک به صورت توابعی از رطوبت خاک تعیین شود. روش بیرکن به منظور استخراج مشخصات هیدرولیکی و رطوبتی خاک در ناحیه ی غیراشباع توسعه یافته است. در این روش از تابع رطوبت خاک ونگونختن با شرایط بوردین و تابع هدایت هیدرولیکی بروکس و کوری برای توصیف منحنی های مشخصه ی هیدرولیکی خاک استفاده شده است. روش بیرکن، منحنی های مشخصه ی هیدرولیکی خاک را که وابسته به بافت خاک است از تحلیل توزیع دانه بندی خاک و پارامترهای شکلی را که وابسته به ساختمان خاک است از اندازه گیری صحرایی نفوذ تحت بار هیدرولیکی ناچیز، تخمین می زند. هدف از پژوهش حاضر تحلیل تغییرات مکانی و تهیه نقشه پهنه بندی هدایت هیدرولیکی اشباع خاک در مقیاس حوضه آبخیز است. در این مطالعه حوضه ناورود اسالم با مساحت 307 کیلومتر مربع با فواصل دو کیلومتر شبکه بندی شد و در گره-های ایجاد شده اندازه گیری نفوذ با استفاده از تک استوانه بیرکن صورت گرفت. بررسی تغییرات مکانی با نرم افزار GS+ و تهیه نقشه پهنه بندی هدایت هیدرولیکی اشباع خاک حوضه آبخیز با استفاده از نرم افزار ArcGIS صورت گرفت. نتایج نشان داد که متوسط هدایت هیدرولیکی اشباع حوضه مورد مطالعه 96/3 سانتی متر بر ساعت با ضریب تغییرات 151 درصد بود. میزان شعاع تاثیر 2280 متر و ضریب تبیین مدل نمایی برازش داده شده 953/0 تعیین شد. از نتایج تحقیق حاضر می توان در مدیریت کارآمد حوضه آبخیز استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

بیرکن؛ تغییرات مکانی؛ نفوذ

مراجع

1- Arslan H. 2012. Spatial and temporal mapping of groundwater salinity using ordinary kriging and indicator kriging: The case of Bafra Plain, Turkey. Agricultural Water Management, 113(2012):57-63.

2- Braud I., Haverkamp R., Arrue J.L., and Lopez M.V. 2003. Spatial variability of soil surface properties and consequences for the annual and monthly water balance of a semiarid environment (EFEDA Experiment). Journal of Hydrometeorology, 4:121–137.

3- Bybordi M. 1993. Principles of Irrigation Engineering. Vol. 1. Water and Soil Relationship. Tehran University Press. N° 1449/1. (in Persian)

4- De Condappa D. 2005. Etude de l’ecoulement d’eau à travers la zone non-saturee des aquifères de socle à l’echelle spatiale du bassin versant. Application à l’evaluation de la recharge au sein du bassin versant de Maheshwaram, andhar Pradesh, Inde. Thèse de doctorat, Institut national polytechnique de Grenoble, France (in French with English abstract)

5- Delleur J.W. 2007. The Handbook of Groundwater Engineering. Second edition. CRC Press, New York, 1342 p.

6- Dingman S.L. 2002. Physical Hydrology. 2nd edition, Prentice-Hall Inc. USA.

7- Downer C.W., and Ogden F.L. 2004. GSSHA: Model to simulate diverse stream flow producing processes. Journal of Hydrologic Engineering, 9(3):161-174.

8- Galle S., Angulo Jaramillo R., Braud I., Boubkraoui S., Bouchez J.M., de Condappa D., Derive A., Gohoungssou G., Haverkamp R., Reggiani P., and Soria-Ugaldes J. 2001. Estimation of soil hydrodynamic properties of the Donga watershed (CATCH Benin). In Proceedings of the GEWEX 4th International Conference, 10–14 Sept. 2001. Pierre Simon Laplace Institute, Paris, France.

9- Gee G.W., and Or D. 2002. Particle-size analysis. In: J.H. Dane. And G.C. Topp. (Eds), Methods of soil analysis, Part 4- Physical methods. Agronomy Monograph, vol. 9. ASA and SSSA. Madison. WI. Pp 255-293.

10- Haverkamp R., Angulo R., Braud I., de Condappa D.I., Debionne S., Gandola F., Roessle S., Ross P.J., Sander G., Vachaud G., Vardo N., Viallet P., and Zin I. 2004. POWER: Planner Oriented Watershed modeling system for Environmental Responses. Development and first implementation. Final report AgriBPMWater, Projet CEE n° EVK1-1999-000117, Laboratoire d’Etude des Transferts en Hydrologie et Environnement. Grenoble Cedex 9, France.

11- Haverkamp R., Arrue J.L., Vandervaere J.P., Braud I., Boulet G., Laurent J.P., Taha A., Ross P.J., and Angulo-Jaramillo R. 1996. Hydrological and thermal behavior of the vadose zone in the area of Barrax and Tomelloso (Spain): experimental study, analysis and modeling. Project UE, No. EV5C-CT 92 00 90.

12- Hillel D. 1998. Environmental Soil Physics. Academic Press. Sand Diego, CA.

13- Hillel D. 2010. Soil Physics and Environment, translated by: Ghahraman B. Ferdowsi University of Mashhad Press, Mashhad, Iran. N° 572. (in Persian)

14- Iqbal J., Thomasson A., Jenkins J.N., Owens P.R., and Whisler F.D. 2005. Spatial variability analysis of soil physical properties of alluvial soils. Soil Science Society of America Journal, 69:1338-1350.

15- Khaledian M. 2011. Introducing a simple technic to measure soil infiltration properties. P. 1-3. In Proceeding of the 11th Scientific-Research Congress of Guilan University, 9-11 May 2011. University of Guilan, Rasht, Iran. (in Persian).

16- Khaledian M., Moussavi S.A., Assadi H., and Nowrouzi M. 2011. Determination of saturated hydraulic conductivity using Beerkan method in watershed to use in Hydrological model. p. 1-5. In Proceeding of the 12th Iranian Soil Sciences Congress, 3-5 Sep. 2011. University of Tabriz, Tabriz, Iran. (in Persian with English abstract)

17- Lassabatere L., Angulo-Jaramillo R., Soria-Ugalde J.M., Cuenca R., Braud I., and Haverkamp R. 2006. Beerkan estimation of soil transfer parameters through infiltration experiments—BEST. Soil Science Society of America Journal, 70:521–532.

18- Mallants D., Mohanty D.B.P., and Feyen J. 1996. Spatial variability of hydraulic properties in a multilayered soil profile. Soil Science, 161(3):167-181.

19- Mohammadi J. 2006. Geostatistics. Pelk Press, Tehran. (in Persian)

20- Motaghian H.R., Karimi A., and Mohammadi J. 2008. Analysis of spatial variability of specific physical and hydraulic properties of soil on a catchment scale. Water and Soil Journal, 22(2):432-446. (in Persian with English abstract)

21- Mubarak I., Angulo-Jaramillo R., Mailhol J.C., Ruelle P., Khaledian M., and Vauclin M. 2010. Spatial analysis of soil surface hydraulic properties: Is infiltration method dependent? Agricultural Water Management, 97:1517-1526.

22- Mubarak I., Mailhol J.C., Angulo-Jaramillo R., Ruelle P., Boivin P., and Khaledian M. 2009. Temporal variability in soil hydraulic properties under drip irrigation. Geoderma, 150:158-165.

23- Mulla D.J., and McBratney A.B. 2002. Soil spatial variability. In M. E. Sumner, (ed.), Handbook of Soil Science. CRC Press, London, pp. A321-A352.

24- Richards L.A. 1931. Capillary conduction of liquids through porous mediums. Physics, 1:318–333.