تعداد نشریات | 161 |
تعداد شمارهها | 6,532 |
تعداد مقالات | 70,501 |
تعداد مشاهده مقاله | 124,111,938 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 97,215,588 |
ارزیابی مدلهای نفوذ آب در خاکهای با بافت مختلف تحت مقادیر متفاوت محتوای رطوبت اولیه | ||
اکوهیدرولوژی | ||
مقاله 11، دوره 6، شماره 3، مهر 1398، صفحه 707-717 اصل مقاله (735.46 K) | ||
نوع مقاله: پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ije.2019.276364.1053 | ||
نویسندگان | ||
علی رضا واعظی1؛ مهران بهتری2؛ مجید فرومدی* 3 | ||
1استاد، گروه علوم خاک، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه زنجان | ||
2دانشآموختۀ کارشناسی ارشد، گروه علوم خاک، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه زنجان | ||
3دانشجوی دکتری، گروه علوم خاک، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه زنجان | ||
چکیده | ||
مدلهای نفوذ آب کارکرد زیادی در پیشبینی رواناب در زمینهای شیبدار دارند. دقت مدلها در کنار نوع خاک به شرایط رطوبت اولیه وابسته است. پژوهش حاضر در سه نوع بافت خاک (لوم، لوم شنی و لوم رسشنی) با چهار سطح رطوبت اولیه هر یک در سه تکرار در دامنهای با شیب 7 درصد در قالب طرح کاملاً تصادفی اجرا شد. در مجموع، 36 کرت آزمایشی شامل 12 کرت برای هر خاک به ابعاد 80 سانتیمتر× 60 سانتیمتر در دامنه احداث شد. ابتدا خاک داخل کرتها با آب آبیاری اشباع شده و در فواصل زمانی یک، چهار، هفت و 10 روز پس از اشباعسازی، رطوبت جرمی خاکها تعیین شد. سرعت نفوذ آب به خاک به روش استوانۀ مضاعف در هر کرت اندازهگیری شد. مدلهای کوستیاکوف، کوستیاکوف- لوئیس، هورتون، حفاظت خاک آمریکا، گرین آمپت و فیلیپ بر دادههای نفوذ برازش و دقت آنها با برخی شاخصهای آماری ارزیابی شد. نتایج نشان داد سرعت نفوذ آب در خاکها با تغییر مقدار رطوبت اولیه بهشدت تغییر مییابد. این تغییرات در خاک لوم شنی و در مراحل اولیۀ نفوذ بارزتر بود. تغییرات زیادی از نظر سرعت نفوذ نهایی در خاکها تحت تأثیر رطوبت اولیه رخ نداد و کمترین مقدار در خاک لوم رسشنی (90/1 میلیمتر بر ساعت) و بیشترین مقدار در خاک لوم (75/3 میلیمتر بر ساعت) مشاهده شد. هورتون مناسبترین مدل توصیفکنندۀ تغییرات زمانی نفوذ آب به خاک در سطوح مختلف رطوبتی بود، به طوری که بیشترین ضریب تبیین (99/0=R2) و کمترین مقدار ریشۀ میانگین مربعات خطا (RMSE= 0.23 mm.h-1) و شاخص آکاییک (27/0= AIC) را نشان داد. مدل گرین- آمپت به شرایط متفاوت رطوبتی خاک حساس بود و ضعیفترین برازش را بر دادههای نفوذ نشان داد. از این رو، میتوان از مدل هورتون برای بررسی تغییرات نفوذ آب به خاک تحت شرایط مختلف رطوبتی استفاده کرد. | ||
کلیدواژهها | ||
استوانۀ مضاعف؛ تغییرات زمانی؛ رطوبت خاک؛ زمین شیبدار؛ سرعت نفوذ | ||
مراجع | ||
[1]. Wang XP, Cui Y, Pan YX, Li XR, Yu Z, Young MH. Effects of rainfall characteristics on infiltration and redistribution patterns in vegetation-stabilized desert ecosystems. Journal of Hydrology. 2008; 358(1-2):134-43.
[2]. Lassabatere L, Angulo-Jaramillo R, Goutaland D, Letellier L, Gaudet JP, Winiarski T, Delolme C. Effect of the settlement of sediments on water infiltration in two urban infiltration basins. Geoderma. 2010; 156(3-4):316-25.
[3]. Corradini C. Soil moisture in the development of hydrological processes and its determination at different spatial scales. Journal of Hydrology. 2014; 516:1-5.
[4]. Hillel D. Introduction to environmental soil Physics. Elsevier Academic Press. 2004; 93-126.
[5]. Gaines J.M. Water potential. Nature. 2016; 531. 7594 S1: 54-S54.
[6]. Jain MK, Kothyari UC, Raju KG. A GIS based distributed rainfall–runoff model. Journal of Hydrology. 2004; 299(1-2):107-35.
[7]. Sande L, Chu X. Laboratory experiments on the effect of microtopography on soil-water movement: Spatial variability in wetting front movement. Applied and Environmental Soil Science. 2012; 12-20.
[8]. Lee H, Zehe E, Sivapalan M. Predictions of rainfall-runoff response and soil moisture dynamics in a microscale catchment using the CREW model. Hydrology and Earth System Sciences Discussions. 2006; 3(4):1667-743.
[9]. Wei L, Zhang B, Wang M. Effects of antecedent soil moisture on runoff and soil erosion in alley cropping systems. Agricultural water management. 2007; 94(1-3):54-62.
[10]. Vermang J, Demeyer V, Cornelis WM, Gabriels D. Aggregate stability and erosion response to antecedent water content of a loess soil. Soil Science Society of America Journal. 2009 May 1; 73(3):718-26.
[11]. Liu H, Lei TW, Zhao J, Yuan CP, Fan YT, Qu LQ. Effects of rainfall intensity and antecedent soil water content on soil infiltrability under rainfall conditions using the run off-on-out method. Journal of Hydrology. 2011; 396(1-2):24-32.
[12]. Behtari M, Vaezi A.R. The effect of initial moisture on runoff generation and soil loss in different soil textures under simulated rainfall condition. Iranian Journal of Watershed Management Science. 2018; 11(39): 12-21. [In Persian]
[13]. Javadi A, Mostafazade B, Shayannejad M, Masaddeghi M.R. Evaluation of infiltration equations considering irrigation water quality, initial soil moisture, and constant water head. Journal of Water Research in Agriculture.2017; 31(3): 469-482. [In Persian]
[14]. Sameni A, Pakju M, Musavi A.A, Kamkar Haghighi A.A. Evaluation of some infiltration equations under application of saline and sodic waters. Journal of Water Research in Agriculture.2015; 28(2): 395-408. [In Persian]
[15]. Bayat Varkeshi M, Zare Abyane H, Ghadami Firouzabadi A, Karimi V. Optimization of infiltration models coefficients in fields of Haraz extension and technology development center. Journal of Watershed Management Research. 2018; 8(16): 90-99. [In Persian]
[16]. Raoof M, Sedaeeazar Z. Evaluation of some soil water infiltration models in different land uses. Iran of Water research Journal. 2016; 10(2): 27-36. [In Persian]
[17]. Sihag P, Tiwari NK, Ranjan S. Estimation and inter-comparison of infiltration models. Water Science. 2017; 31(1):34-43.
[18]. Sadikhani M.R,Sohrabi A. Effect of land use on the performance of selected soil water infiltration models. Journal of Soil Management and Sustainable Production. 2017; 7(1): 127-138. [In Persian]
[19]. Khozeymehnezhad H, Noferesti A.M, Sarvariyan S.M, Basirat J. Investigation and evaluation of infiltration equations in soils with sandy loam texture. 9th Irrigation Seminar and Reduction of Evaporation. 2008; 1-8. [In Persian]
[20]. Gee GW, Bauder JW. Particle-size analysis 1. Soil Science Society of America, American Society of Agronomy; 1986.
[21]. Blake GR, Hartge KH. Bulk Density 1. Methods of Soil Analysis: Part 1- Physical and Mineralogical Methods. 1986 Jan (methodsofsoilan1): 363-75.
[22]. Angers DA, Mehuys GR. Aggregate stability to water. Soil sampling and methods of analysis. 1993:651-7.
[23]. Ulrich U, Dietrich A, Fohrer N. Herbicide transport via surface runoff during intermittent artificial rainfall: a laboratory plot scale study. Catena. 2013; 101:38-49.
[24]. Page A.L. Method of soil analysis. Part 2: chemical and microbiological properties. Soil Science Society of American Madison, Wisconsin, USA.1982.
[25]. Walkley A, Black IA. Determination of organic matter in the soil by chromic acid digestion. Soil Sci. 1947; 63:251-64.
[26]. Larsson M, Eliasson S. The influence of land-use change, root abundance and macropores on saturated infiltration rate-a field study on Western Java, Indonesia.
[27]. Delleur JW. The handbook of groundwater engineering. CRC press; 2010.
[28]. Loáiciga HA, Huang A. Ponding analysis with Green-and-Ampt infiltration. Journal of Hydrologic Engineering. 2007; 12(1):109-12.
[29]. Philip JR. The theory of infiltration: 3. Moisture profiles and relation to experiment. Soil Science. 1957; 84(2):163-78.
[30]. Sy NL. Modelling the infiltration process with a multi-layer perceptron artificial neural network. Hydrological sciences journal. 2006; 51(1):3-20.
[31]. Mamedov AI, Levy GJ, Shainberg I, Letey J. Wetting rate, sodicity, and soil texture effects on infiltration rate and runoff. Soil Research. 2001; 39(6):1293-305.
[32]. Vaezi AR, Hasanzadeh H, Cerdà A. Developing an erodibility triangle for soil textures in semi-arid regions, NW Iran. Catena. 2016; 142:221-32.
[33]. Dagadu JS, Nimbalkar PT. Infiltration studies of different soils under different soil conditions and comparison of infiltration models with field data. International Journal of Advanced Engineering Technology. 2012; 3(2):154-7.
[34]. Zolfaghari AA, Mirzaee S, Gorji M. Comparison of different models for estimating cumulative infiltration. Int. J. Soil Sci. 2012; 7(3):108-15.
[35]. Neshat A, Parehkar M. The comparison of methods for determining the vertical infiltration rate. Journal of Agriculture Science Natural Resource. 2007; 14(3): 12-22. [In Persian]
[36]. Shukla MK, Lal R, Unkefer P. Experimental evaluation of infiltration models for different land use and soil management systems. Soil Science. 2003; 168(3):178-91.
[37]. Dashtaki SG, Homaee M, Mahdian MH, Kouchakzadeh M. Site-dependence performance of infiltration models. Water resources management. 2009; 23(13):2777-90.
[38]. Haghighi F, Gorji M, Shorafa M, Sarmadian F, Mohammadi MH. Evaluation of some infiltration models and hydraulic parameters. Spanish Journal of Agricultural Research. 2010; 8(1):210-7. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 2,629 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 911 |