ارزیابی انواع روش‌های اندازه‌گیری برآورد هدایت هیدرولیکی خاک (مطالعه موردی: منطقه مشهد)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

2 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

3 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

یکی از پارامترهای مهم در طراحی سیستم­های زهکشی و تخمین جریان آب درخاک، ضریب هدایت هیدرولیکی خاک می­باشد. در مناطقی که سطح آب زیرزمینی در محدوده فعالیت ریشه باشد، معمولاَ از روش­های متداولی نظیر چاهک ارنست، چاهک­های مضاعف و روش پیزومتری برای تعیین هدایت هیدرولیکی خاک در زیر سطح ایستابی استفاده می­شود. در بالای سطح ایستابی روش­هایی نظیر پمپاژ به چاهک، چاهک معکوس، پرمامتر گلف و ... وجود دارد که متداول­ترین آن­ها روش چاهک معکوس می­باشد. در شرایط آزمایشگاهی روش­های بار ثابت و بار افتان انجام می­شود و یک سری مدل­های کامپیوتری برای تخمین این ضریب نیز ارائه شده­است. هدف از انجام این تحقیق، بررسی مقادیر هدایت هیدرولیکی اندازه­گیری شده در مزراع تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد به روش­های صحرایی (روش چاهک وارونه) و آزمایشگاهی (روش بارافتان) و مدل­های کامپیوتری و مقایسه نتایج به­دست آمده از این روش­ها با روش پمپاژ به چاهک بود. نتایج نشان داد که مقادیر K به­دست آمده از روش چاهک وارونه حدود 50% بیش­تر از مقادیر K اندازه­گیری شده به روش پمپاژ به چاهک بوده و این نسبت برای مقادیر K به­دست آمده از روش آزمایشگاهی حدود نصف و مدل­های کامپیوتری Rosetta و Retc نیز به ترتیب 68% و 165% بود. از سوی دیگر با توجه به درصد اختلاط ذرات معدنی خاک، مدل Rosetta نسبت به مدلRetc، مقادیر K را نزدیک­تر به مقادیر روش پمپاژ به چاهک برآورد کرد. همچنین بر اساس بافت خاک، مدل­های Rosetta و Retc در بعضی از چاهک­ها نتایج خوبی را ارائه نکردند. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation Determining of Hydraulic Conductivity Methods (Case Study: Mashhad Area)

نویسندگان [English]

  • Seyed Majid Hasheminia 1
  • Hossein Sharifan 2
  • Kamran Davari 3
1 Lecturer, Water Engineering Dep., Ferdowsi University of Mashhad., Mashhad., Iran
2 Associate professor of Water Engineering Department, water and soil Engineering College, Gorgan Agriculture Science and Natural Resource University., Gorgan., Iran
3 Associate professor of Water Engineering Department, water and soil Engineering College, University of Mashhad., Mashhad., Iran
چکیده [English]

Soil hydraulic conductivity (K) is an important parameter in designing drainage systems and estimating water flow in soils.  Where water table is close to crop water root zone, saturated K is commonly determined by using Ernest auger hole, double auger hole and piezometer methods.  For determining K above water table, methods such as pumping to hole, Golf permeameter and inverse auger hole are available, where the latter is the most common.  Under laboratory conditions, constant and falling head methods are used. The purpose of this research was to determine K values of different soils in Mashhad area using inverse auger hole method and compare the results with laboratory findings.  Moreover, the result of these two methods was then compared with estimations made via Rosetta and Rtec computer models.  The results indicated that K obtained by using auger hole method was about 1.50 times higher than the values derived from pumping to hole laboratory method. And K values of laboratory was half of pumping to hole method values and computer models of  Rosetta and Retc K estimated K that 68% , 165% biger than K of pumping to hole method. Rosetta model also showed close estimations with pumping to hole method and the same difference existed with laboratory method, when the percentage of soil minerals was considered in the model.  However, when only the soil textural class was used in Rosetta and Retc models, the results showed considerable difference with measured values in the field.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hydraulic conductivity
  • pumping to hole
  • inverse auger hole
  • falling head
  • Rosetta
  • Retc Mashhad

حبیب زاده آذر،ب.، بابازاده،ح و زینال­زاده،ک. 1387. مقایسه دو روش نفوذ گلف و چاهک معکوس در اندازه­گیری هدایت هیدرولیکی اشباع خاک، مجموعه مقالات دومین همایش ملی مدیریت شبکه های آبیاری و زهکشی، دانشگاه شهید چمران اهواز.

حیدرپور،م و محمدزاده،ج .١٣٨٥. مقایسه ضریب هدایت هیدرولیکی به­دست آمده از روش چاهک معکوس وروش پمپاژ به داخل چاهک .مجموعه مقالات اولین همایش ملی مدیریت شبکه های آبیاری و زهکشی، دانشگاه شهید چمران اهواز.

درزی،ع.، شقایقی،م.، یاری،ع و پهلوان،ر. ١٣٨٥ .ارزیابی روش چاهک وارونه و آنالیزهای پرمامنر گلف به منظوربرآورد هدایت هیدرولیکی اشباع خاک­های لومی، مجله علمی پژوهشی کشاورزی.

علیزاده،ح.ع.، لیاقت،ع.،م ونظری،ب. 1387، استفاده از روش بار افتان ساده شده برای اندازه­گیری هدایت هیدرولیکی اشباع، مجموعه مقالات دومین همایش ملی مدیریت شبکه های آبیاری و زهکشی، دانشگاهشهیدچمران اهواز.

کاوه،ف.١٣٦٨.مقایسه هدایت هیدرولیکی اندازه­گیری شده در صحرا با هدایت هیدرولیکی تخمینی از روی بافت خاک،مجله علمی کشاورزی،١٣، .٤٣-٦٣:.

کشکولی،ح.ع.1371 .اندازه­گیری همزمان خصوصیات هیدرولیکی خاک در بالای سفره آبزیرزمینی .مجموعه مقالات سومین کنگره علوم خاک ایران.

کشکولی،ح.ع ومختاران،ر.1383. ارزیابی آنالیزهای تک عمقی پرمامتر گلف جهت تعیین سریع هدایت هیدرولیکی اشباع در بالای سطح ایستابی در یک خاک با بافت متوسط . پایان نامه کارشناسی ارشد رشته آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز.

مشعل،م.و.، شقاقی،م و مقدم،ز.1385 . بررسی عوامل مؤثر در بهبود اندازه گیری هدایت هیدرولیکی اشباع خاک با استفاده از آنالیز دوعمقی گلف . مجموعه مقالات همایش ملی مدیریت شبکه های آبیاری وزهکشی، دانشگاه شهید چمران اهواز،12-14اردیبهشت.

معتمدی،ب.، نصر اصفهانی،م.ج.، برومند نسب،س و احدیان،ج. 1386. مقایسه ضریب هدایت هیدرولیکی بدست آمده از روش چاهک معکوس با روش پمپاژ در چنیبیه اهواز، مجموعه مقالات هفتمین کنفرانس هیدرولیک ایران. دانشگاه صنعت آب و برق شهیدعباسپور).

موسوی،س.ف و حاجیان،ن . ١٣٧٢ . مقایسه چهار روش اندازه گیری صحرائی ضریب هدایت هیدرولیکی در منطقه ٢٨١-  رودشت اصفهان. مجموعه مقالات سمینار ملی آبیاری و زهکشی،٢٩٢

وزارت نیرو.١٣٧٥. دستورالعمل تعیین هدایت هیدرولیک خاک به روش چاهک معکوس (پورشه)، نشریه١٧٤ -الف،وزارت نیرو.

وزارت نیرو.1375 . دستورالعمل تعیین هدایت هیدرولیکی خاک . نشریه١55-الف، وزارت نیرو.

Bagarello,V andSgroi،A. 2004. Using the single-ring infiltrometer method to detect temporal changes in surface soil field-saturated hydraulic conductivity.Soil Till. Res. 76، 13–24.

Bagarello,V.,Iovino,M and Elrick,D.E. 2007. A simplified falling-head technique for rapid determination of field-saturated hydraulic conductivity. Soil Sci. Soc. Am. J. 68، 66–73.

Luthin,J.N. 1978. Drainage Engineering.R. E. Krieger Publ. Co.، Huntington، N.Y.، 281 p.

Odell,B.P.,Groenevelt,P.H. and Elrick, D.E. 1998. Rapid determination of hydraulic conductivity in clay liners by early-time analysis. Soil Sci. Soc. Am. J. 62، 56–62.

Reynolds,W.D and. Elrick,D.E.1985. In situ measurement of saturated hydraulic conductivity sorpitivity α parameter using Guelph permeameter . Soil Sci . 140 (4):292-302.

Reynolds،W.Dand Elrick،D.E.1990.Ponded infiltration from a single ring. I.Analysis of steady flow. Soil Sci. Soc.Am. J. 54، 1233–1241.