نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• فاطمه محرابی ¹
• علیرضا سپاسخواه ²

¹ کارشناسی ارشد مهندسی آبیاری و زهکشی

² استاد بخش مهندسی آب دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز

چکیده

به منظور تخمین پارامترهای نفوذ آب در مقیاس منطقه، مطالعه­ تغییرپذیری مکانی خصوصیات نفوذ آب در خاک ضروری است.  بر پایه­ آزمایش­هایی روی پساب تصفیه شده در حوضه آبریز باجگاه، این پژوهش به مقیاس­بندی (scaling) پارامترهای نفوذ آب مدل دو جزئی فیلیپ و تحلیل تغییرپذیری مکانی خصوصیات نفوذ آب در خاک با استفاده از روش­های مقیاس­بندی و زمین­آمار پرداخته است.  سی آزمایش نفوذ آب در یک الگوی تصادفی در منطقه مورد مطالعه با استفاده از استوانه­های دوگانه اجرا شد.  خصوصیات نفوذ آب منطقه، سرعت نفوذ پایه کمی را برای اکثر مکان­ها نشان می­دهد (001/0 تا 178/0 سانتی­متر در دقیقه).  مدل فیلیپ به عنوان یک مدل مناسب برای توصیف فرآیند­های نفوذ آب به داده­های
اندازه­گیری شده برازش شد.  پارامترهای این مدل (ضریب جذب S و فاکتور انتقال A) تغییرات وسیعی در مکان­های آزمایشی نشان دادند.  فاکتور مقیاس­بندی بر اساس ضریب جذب α_S و فاکتور انتقال _Aα محاسبه و داده­های نفوذ آب مقیاس­بندی شدند.  نتایج نشان می­دهد که مقیاس­بندی با α_A بهتر از مقیاس­بندی با α_S است.  سپس، فاکتورهای بهینة α_opt با استفاده از روش حداقل مربعات (گزینه Solver) به ­دست آمد و مقیاس­بندی داده­های نفوذ آب تکرار شد.  مقیاس­بندی با استفاده از میانگین­های حسابی، هندسی، و هارمونیک فاکتورهای مقیاس­بندی α_S و α_A نیز انجام شد.  نتایج نشان می­دهد که α_opt و فاکتور مقیاس­بندی α_A، داده­های نفوذ آب را از دیگر فاکتورها مقیاس­بندی مؤثرتر (مجموع مربع خطاهای کمتر)
می­کنند.  نتایج این پژوهش نشان می­دهد که منطقه­ی مورد مطالعه تغییرپذیری مکانی وسیعی دارد و نقشه تغییرات مکانی فاکتور مقیاس­بندی α_A با استفاده از نرم­افزار ArcGIS نیز نشان می­دهد که مقدار این فاکتور از مرکز به اطراف، با کم شدن مقدار رس خاک، افزایش می­یابد. 

20.1001.1.26454531.1392.14.1.2.2

عنوان مقاله [English]

Spatial Variability of Infiltration Characteristics at Watershed Scale:A Case Study of Bajgah Plain

چکیده [English]

Study of the spatial variability of infiltration characteristics is essential to estimating infiltration parameters on a local scale. The objectives of the present study were to scale the parameters of a Philip two-term model for infiltration and survey the variability of infiltration characteristics geostatistically using wastewater in the Bajgah catchment. Infiltration was measured at 30 points in a random pattern over the study area using double rings. Infiltration characteristics in the area showed a low basic infiltration rate for most sites (0.001-0.178 cm/min^-1). The Philip infiltration model, the best model to describe infiltration characteristics, was fitted to the data. The parameters (sorptivity, hydraulic conductivity) showed wide variation across the sites. The sorptivity-based scaling factor (α_S) and the hydraulic-based scaling factor (α_A) were computed and the observed infiltration data were scaled based on these values. Results showed that scaling achieved using α_A was better than that obtained using α_S. The optimum scaling factors (α_opt) were determined using the least squares method (Solver option) and scaling was repeated using α_opt. Scaling factors based on the arithmetic, geometric and harmonic means of α_S and α_A were also computed. It was found that α_opt and α_A scaled the infiltration data more effectively (with lowest sum of squares error) than the other scaling factors. The results showed that the study area has high spatial variability. A map of α_A developed using ArcGIS software showed that α_A increased from the center to the surrounding areas as soil clay content decreased.

کلیدواژه‌ها [English]

• Hydraulic conductivity
• Philip Model
• Scaling Factor
• Sorptivity
• Spatial Variability