تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 150 |
تعداد مقالات | 1,491 |
تعداد مشاهده مقاله | 2,263,907 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 1,895,944 |
مقایسه کارایی برخی مدلهای نفوذ آب به خاک بر اساس دادههای به دست آمده از استوانههای دوگانه و نرمافزار HYDRUS-1D | ||
تحقیقات کاربردی خاک | ||
مقاله 14، دوره 7، شماره 2، شهریور 1398، صفحه 182-195 اصل مقاله (1.11 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
نویسندگان | ||
اسماء موسوی دهموردی* 1؛ شجاع قربانی دشتکی2؛ پریسا مشایخی3 | ||
1علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران | ||
2عضو هیات علمی دانشگاه شهرکرد | ||
3بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اصفهان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اصفهان، ایران | ||
چکیده | ||
نفوذ آب به خاک یکی از مهمترین فرآیندهای فیزیکی خاک است. اهمیت فرآیند نفوذ سبب شده که مدلهای فیزیکی و تجربی گوناگونی بهمنظور کمّیسازی این پدیده ارائه شود. هرکدام از این مدلها بسته به روش اندازهگیری کارایی متفاوتی را نشان میدهند. لذا در پژوهش حاضر دادههای حاصل از آزمایشهای نفوذپذیری به روش استوانههای دوگانه در کلاسهای بافتی متفاوت و از مناطق مختلف کشور جمعآوری شد. سپس شرایط نفوذ آب به خاک در محیط نرمافزار HYDRUS-1D برای مناطق موردنظر، شبیهسازی و دادههای نفوذ عمودی آب به خاک به روش حل مستقیم معادله ریچاردز استخراج شد. برای کمّیسازی ویژگیهای هیدرولیکی خاک در معادله ریچاردز از مدل ونگنوختن-معلم استفاده شد. به این منظور پارامترهای هیدرولیکی مدل ونگنوختن-معلم با استفاده از روش حل عددی معکوس در محیط HYDRUS برای خاک هر منطقه بهینهسازی شد و مورد استفاده قرار گرفت. بهمنظور ارزیابی عملکرد مدلهای نفوذ هورتون، کوستیاکوف، کوستیاکوف-لوییز و فیلیپ بر اساس هر دو گروه دادههای اندازهگیری شده و شبیهسازیشده از آمارههای میانگین خطا (ME)، ریشهی میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین قدرمطلق میانگین خطا (MAME)، ضریب همبستگی پیرسون (r) و کارایی مدل (EF) استفاده شد. نتایج نشان داد که در دادههای نفوذ اندازهگیری شده با استوانههای دوگانه در بافتهای مختلف، مدل کوستیاکوف-لوییز و در دادههای نفوذ شبیهسازیشده با استفاده از نرمافزار HYDRUS-1D، مدل هورتون بهترین عملکرد را در برآورد نفوذ تجمعی آب به خاک داشتند. مدل فیلیپ نیز در هر دو گروه داده نفوذ اندازهگیری شده و شبیهسازیشده دارای کمترین کارایی در برآورد نفوذ تجمعی آب به خاک بود. | ||
کلیدواژهها | ||
نفوذ آب به خاک؛ مدل کوستیاکوف-لوییز؛ مدل هورتون؛ مدل کوستیاکف؛ مدل فیلیپ | ||
مراجع | ||
Bamutaze Y. Makooma T. Gilbert M. Vanacker V. Bagoora F. Magunda M. Obando J. and Wasigeh J. 2010. Infiltration characteristics of volcanic sloping soils on Mt. Elgon, Eastern Uganda Yazidhi. Catena, 80(2):122–130.
Bhardwaj A. and Singh R. 1992. Development of a portable simulator infiltrometer for infiltration, runoff and erosion studies. Agricultural Water Management, 22(4):235-248.
Blake, G.R. and Hartge, K.H. 1986. Bulk Density. In: Klute, A. (Ed). Methods of soil analysis, Part 1. Physical and Mineralogical Methods-Agronomy Monograph, No. 9, Soil Science Society of America and American Society of Agronomy, Madison, pp: 363-375
Bland, J.M. and Altman, D.G., 1997. Statistics notes: Cronbach's alpha. Bmj, 314(7080), 572p.
Bouwer H. 1986. Intake rate. Cylinder infiltrometer. In: Klute A. (Eds.). Methods of soil analysis. Part 1. America Society of Agronomy. Soil Science Society of American. Madison. Wisconsin USA. pp: 825-843.
Burt R. 2004. Soil Survey Laboratory Methods Manual. United States Department of Agriculture, Natural Resources Conservation Service. USA, 700p.
Cook F.J. 2002. The twin-ring method for measuring saturated hydraulic conductivity and sorptivity in the field. In: McKenzie. N. K. Coughlan and H. Cresswell. Soil physical measurement and interpretation for land evaluation, Part 7. CSIRO Publishing, pp: 108-118.
Duan, R. Fedler, C.B. and Borrelli, J. 2011. Field evaluation of infiltration models in lawn soil. Irrigation Science, 29(5): 379-389.
Fakher Nikcheh A., Vafakhah M., and Sadeghi S.H.R. 2014. Evaluation of different cumulative infiltration model performance in different land use and soil texture, using rainfall simulator. Journal Water Soil Know, 3)1(: 183-193.
Ghorbani Dashtaki1 Sh., Homaee M., and Mahdian M.H. 2009. Estimating soil water infiltration parameters using Artificial Neural Networks. Journal of water and soil, 23(1): 185-198. (in Persian)
Green W.H. and Ampt G. 1911. Studies of soil physics. Journal of Agricultural Science. 4(1): 1-24.
Haverkamp R. Rendon L. and Vachaud G.1987. Infiltration equations and their applicability for predictive use. In: Yu- SI Fok (Ed.) Infiltration Development and Application. Honolulu, Hawai, pp: 142-152
Hillel D. 1998. Environmental soil physics. Academic Press. New York. 771p.
Ho, R. 2006. Handbook of univariate and multivariate data analysis and interpretation with SPSS. CRC Press. 406p.
Horton R.E. 1940. An Approach towards a physical interpretation of infiltration capacity. Soil Science Society of America Proceedings, 5(C): 399-417.
Jalini M., Kaveh F., Pazira A., Parehkar M., and Abedi M. 2007. Moisture estimation in the root zone of sugar beet by LEACHM model. Journal of Agricultural Sciences and Natural Resources, 12(5): 28-38.
Klute. A. 1986. Methods of Soil Analysis. Part 1, Physical and Mineralogical Methods. 2nd Ed., Agronomy No. 9. ASA/SSSA Inc., Madison, Wisconsin, USA.
Kostiakov A.N. 1932. On the dynamics of the coefficient of water-percolation in soils and on the necessity for studying it from a dynamic point of view for purposes of amelioration. Transactions Congress International. Society for Soil Science, Moscow, pp: 17-21.
Kavoosi S.M., Vafakhah M., and Mahdian M.H. 2013. Evaluation of some equations of infiltration of water into soil in different land use, Kojoor catchments. Journal Irrigation Water Engineering, 4(13) 1-13.
Lai J., and Ren L. 2007. Assessing the size dependency of measured hydraulic conductivity using double-ring infi ltrometers and numerical simulation. Soil Science Society American Journal, 71(6):1667–1675.
Lai J., Luo Y., and Ren L. 2010. Buffer index effects on hydraulic conductivity measurements using numerical simulations of double-ring infiltration. Soil Science Society of American Journal, 74(5):1526–1536.
Mashayekhi P. 2016 (a). Estimation of soil hydraulic properties using double-ring infiltrometer data via inverse solution. PhD. dissertation, Univercity of shahrekord, Faculty of Agriculture.
Mashayekhi P., Ghorbani-Dashtaki S., Mosaddeghi M.R., Shirani H., and Mohammadi Nodoushan A.R. 2016 (b). Different scenarios for inverse estimation of soil hydraulic parameters from double-ring infiltrometer data using HYDRUS-2D/3D. International Agrophysics, 30(2): 203-210.
Mashayekhi P., Ghorbani-Dashtaki S., Mosaddeghi M.R., Shirani H., and Mohammadi Nodoushan A.R. 2017. Estimation of soil hydraulic parameters using double-ring infiltrometer data via inverse method. Iranian Journal of Soil and Water Research, 47(4): 829-838. (In Persian)
Menziani M., Pugnaghi S., and Vincenzi S. 2007. Analytical solutions of the linearized Richards. equation for discrete arbitrary initial and boundary condition. Journal of Hydrology, 332:214-225.
Mezencev V.J. 1948. Theory of formation of the surface runoff. Meteorologiae Hidrologia, 3: 33-40.
Mishra K., Tyagi V., and Singh P. 2003. Comparison of infiltration models. Hydrological Processes, 17(13): 2629-2652.
Mohamadi kangarani H., Khalilzadeh M., and helisaz A. 2011. Investigating the Relationship Between Land Use Change and Soil Penetration Rate and Its Impact on the Flood in 2008 in the Nehavard Forest Watershed. Journal management system, 4(11): 75-88. (In Persian)
Mukheibir P. 2008. Water resources management strategies for adaptation to climate-induced impacts in South Africa. Water Resources Management, 22(9):1259-1276.
Nelson R.E. 1982. Carbonate and Gypsum. In: Page, A.L., R.H. Miller, and D.R. Keeney, (Eds.). Methods of Soil Analysis-Part 2. Chemical and microbiological properties-Agronomy Monograph No. 9. Soil Science Society of America and American Society of Agronomy, Madison, pp: 181-197
Neyshabouri MR., Fakhery-Fard A., Farsadizade D., Sadeghian N., Kheiry J. 2009. Coeficients of Kostiakov, Modified Kostiakov and Philip Infiltration Models on the Basis of Soil Bulk Density and Initial Water Content. Water and soil science, 1(19): 57-69. (In Persian)
Parchami Araghi F., Mirlatifi S.M., Ghorbani Dashtaki Sh., and Mahdian M.H. 2010. Evaluating Some Infiltration Models Under Different Soil Texture Classes and Land Uses. Iranian Journal Irrigation and drainage, 4(2): 193-205. (In Persian)
Philip J.R. 1957. The theory of infiltration: 1. The infiltration equation and its solution. Soil Science, 83(5): 345-357.
Pollalis E.D., and Valiantzas J.D. 2014. Isolation of a 1D infiltration time interval under ring infiltrometers for determining sorptivity and saturated hydraulic conductivity: numerical, theoretical, and experimental approach. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 141(2): 04014050.
Rashidi M., and Seyfi, K. 2007. Field comparison of different infiltration models to determine the soil infiltration for border irrigation method. Journal Agriculture andEnvironment Science, 2(6): 628-632.
Reynolds W.D. 1993. Unsaturated hydraulic conductivity: Field measurement. In M.R. Carter (Ed.) Soil sampling and methods of analysis. Canada Society Soil Science. Lewis Publish., Boca Raton, FL. pp. 633-644
Reynolds W.D. Elrick D.E. and Youngs E.G. 2002. Ring or cylinder infiltrometers (vadose zone). In: Dane, J.H. and G.C. Topp (Eds), Methods of soil analysis--Part 4. Physical methods, SSSA, Wiconsin, USA, pp: 818-826.
Richards L. A. 1931. Capillary conduction of liquids through porous mediums. Journal of Applied Physics, 1:318–333.
Silva L.L. 2007. Fitting infiltration equations to center-pivot irrigation data in a Mediterranean soil. Agricultural Water Management, 94(1): 83–92.
Šimůnek J. Šejna M. and van Genuchten M.Th. 1999. HYDRUS-2D software for simulating water fl ow and solute transport in two-dimensional variably saturated media. Version 2.0. Int. Ground Water Model. Ctr. Colorado School of Mines. Golden.
Šimůnek J. Van Genuchten M.Th. and Šejna M. 2012. HYDRUS: Model use, calibration and validation, In Special issue on Standard/ Engineering Procedures for Model Calibration and Validation, Stransactions of the ASABE, vol. 55, 2012, no. 4, pp: 1261–1274.
Smith E. R. 1976. Approximation for vertical infiltration rate patterns. ASAE. Annual international meeting, pp: 75-2010.
Tsanis I.K. 2006. Modelling leachate contamination and remediation of groundwater at a landfill site. Water Resources Management, 20(1):109–132.
Vaghefi M., and Movahedzadeh M. 2012. Evaluation and comparison of Three Infiltration Methods in the Tow Catchment Area of in boshehr state by Use Double Ring Tests. Journal of Engineering Geology, 6(1): 1445-1458. (In Persian)
Walkley, A. and Black, I.A. 1934. An examination of the Degtjareff method for determining soil organic matter and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Science, 37: 29-39.
Zolfaghari A.A., Mirzaee S., and Gorji M. 2012. Comparison of different models for estimating cumulative infiltration. Journal of Soil Science, 7(3): 108-115. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,698 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,292 |