اثر روش‌های اندازه‌گیری بر میزان هدایت هیدرولیکی اشباع در اراضی لسی شرق استان گلستان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

سابقه و هدف: هدایت هیدرولیکی اشباع خاک (Ks) یکی از ویژگی‌های مهم خاک است که در علوم آب و خاک اهمیت زیادی دارد، به طوری که در اکثر مدل‌های شبیه‌سازی هیدرولوژیکی و فرسایش خاک در آبخیزها، نقش مهمی را ایفا می‌کند. بنابراین این پژوهش با هدف مقایسه روش‌های مختلف اندازه‌گیری میزان هدایت هیدرولیکی اشباع در کاربری‌های اراضی مختلف از جمله جنگل، مرتع، کشاورزی دارای پوشش زراعی و کشاورزی شخم خورده و بدون پوشش در اراضی لسی شرق استان گلستان انجام شد.
مواد و روش‌ها: به‌منظور اندازه‌گیری میزان هدایت هیدرولیکی اشباع خاک هم از روش‌های میدانی و هم آزمایشگاهی استفاده شد. با توجه به امکانات موجود، دو روش میدانی شامل استوانه‌های مضاعف و نفوذسنج مکشی گلف و یک روش آزمایشگاهی شامل اندازه-گیری هدایت هیدرولیکی با اعمال بار ثابت بر روی نمونه‌ خاک دست‌نخورده به کار گرفته شدند. آزمایش‌های نفوذپذیری، در 12 نقطه (چهار کاربری و سه تکرار) انجام شد. علاوه بر این، در هر نقطه برای تعیین برخی ویژگی‌های فیزیکی خاک، یک نمونه‌ خاک دست‌نخورده و یک نمونه‌ خاک دست‌خورده تهیه شد. به‌منظور تجزیه و تحلیل آماری نتایج نیز از طرح کاملاً تصادفی با آرایش فاکتوریل دو عاملی در نرم‌افزار SAS 9.0 استفاده شد.
یافته‌ها: نتایج مقایسه‌ هم‌زمان اثر روش اندازه‌گیری و نوع کاربری اراضی بر میزان هدایت هیدرولیکی اشباع نشان داد اثر نوع کاربری جنگل، مرتع، کشاورزی با پوشش زراعی گندم و اراضی شخم خورده بدون پوشش بر میزان هدایت هیدرولیکی اشباع خاک در سطح اطمینان 95 درصد معنی‌دار نبود و تنها اثر شیوه‌ اندازه‌گیری معنی‌دار بود، به طوری که روش‌های اندازه‌گیری آزمایشگاهی با دو روش میدانی تفاوت معنی‌داری را نشان داد. همچنین از میان روش‌های اندازه‌گیری روش آزمایشگاهی اندازه‌گیری هدایت هیدرولیک اشباع خاک با بار ثابت به دلیل کوچک بودن نمونه‌ها دارای بیشترین ضریب تغییرات و روش اندازه‌گیری میدانی نفوذسنج مکشی گلف بدلیل محدود شدن نفوذ آب به خلل و فرج ریز و جلوگیری از جریان آب از درون درز و ترک‌ها و خلل و فرج درشت، دارای کمترین میزان ضریب تغییرات بود.
نتیجه گیری: با توجه به نتایج به دست آمده در این پژوهش، اگرچه از نظر آماری میزان هدایت هیدرولیکی اشباع خاک اندازه‌گیری شده با روش‌های آزمایشگاهی و میدانی تفاوت معنی‌دار نشان داده و نفوذ اندازه‌گیری شده در کاربری‌های مختلف تفاوت معنی‌داری نشان نداد اما به طور کلی با توجه به زیاد بودن ضریب تغییرات نفوذ اندازه‌گیری شده با روش‌های میدانی و آزمایشگاهی و در کاربری‌های مختلف این منطقه، نگاه صرف به معنی‌داری و مسائل آماری نمی تواند درست باشد و تعمیم آن‌ها منطقی به نظر نمی-رسد. بنابراین پیشنهاد می‌شود نتایج این پژوهش با احتیاط بیشتری مورد استفاده پژوهشگران خاک و سایر علوم مرتبط قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The effect of measurement methods on saturated hydraulic conductivity in eastern loess lands of Golestan province

نویسندگان [English]

  • Parvaneh Hatami Golmakani 1
  • vahedberdi Sheikh 2
  • Mohsen Hoseinali zade 2
چکیده [English]

Background and Objectives: Saturated hydraulic conductivity (Ks) is one of the most important properties of soil that is essential for soil and water studies. It is a key input parameter to most watershed hydrology and soil erosion simulation models. Therefore this research aimed at comparison of different measurement methods of saturated hydraulic conductivity in different landuse types including forestland, rangeland, Agriculture (with vegetation) and Agriculture (bare & plowed) in the eastern loess lands of the Golestan province.
Materials and Methods: To measure the saturated hydraulic conductivity both field and laboratory methods were used. Considering the availability of equipments, two field methods including double rings and tension Guelph permeameter disk and one laboratory method of the constant-head conductivity test on undisturbed soil core were employed. Infiltration tests were conducted at 12 locations (in four landuse types with 3 repetitions). Furthermore, in order to determine some of soil physical properties in each location, one disturbed and one undisturbed soil sample were taken. For statistical analysis of results the completely randomize factorial design with two treatment factors was used within SAS 9.0 software.
Results: The results of both comparisons between the influence of the measurement method and the type of landuse on the saturated hydraulic conductivity, showed that the landuse influence on hydraulic conductivity at the confidence level of 95% was not significant but the influence of measurement method with the same confidence level was significant so that a significant difference between the laboratory method and two field methods was observed. Among two measuring categories, the laboratory method due to smaller sample sizes had the highest coefficient of variation while the field method of tension Guelph permeameter disk had the least coefficient of variation due to restriction of flux to micropores and preventation from water flow through cracks and macropores.
Conclusion: According to the results obtained in this research, without considering the landuse effect is generelized to all placed landuses in these regions. While that the measured saturated hydraulic conductivity by laboratory and field methods could not to be apply and generalized instead of each other. So given that the application objective of results and available equipment in every area should select the fitting method for measuring of the saturated hydraulic conductivity in this area.
Conclusion: According to the results obtained in this research, without considering the landuse effect is generelized to all placed landuses in these regions. While that the measured saturated hydraulic conductivity by laboratory and field methods could not to be apply and generalized instead of each other. So given that the application objective of results and available equipment in every area should select the fitting method for measuring of the saturated hydraulic conductivity in this area.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Constant head Infiltrometer
  • Double Ring
  • infiltration
  • Loess lands
  • Tension Guelph permeameter disk