Journal of Water and Soil Science

fa برآورد پارامترهای نفوذ آب به خاک با استفاده از مدل فرکتالی ریو و اسپوزیتو Estimating the Infiltration Parameters Using the Fractal Model of Rieu and Sposito عمومی Ggeneral پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">بیان کمّی تغییرپذیری مکانی ویژگی‌های هیدرولیکی خاک برای برنامه‌ریزی، مدیریت و بهره‌برداری بهینه از آن اهمیت فراوان دارد. اندازه‌گیری نفوذ آب به خاک بسیار پرهزینه و زمان‌بر است. ساختمان خاک نیز اهمیت زیادی در نفوذ آب به خاک دارد. هدف از این پژوهش، تعیین تغییرپذیری مکانی نفوذ آب به خاک، انتخاب مدل مناسب نفوذ و محاسبه پارامترهای مدل‌های مربوطه، کمّی‌سازی ساختمان خاک با استفاده از هندسه فرکتالی و تخمین پارامترهای نفوذ آب به خاک با استفاده از ویژگی‌های خاک و پارامترهای فرکتالی بود. بدین‌منظور، نفوذ آب به خاک در 161 مکان و در یک شبکه منظم 500 ×500 متری، با استفاده از استوانه‌های دوگانه با بار ثابت اندازه‌گیری شد. تمام داده‌های به‌دست ‌آمده، به سه مدل انتخابی نفوذ آب به خاک برازش داده شدند. جرم ویژه ظاهری، مقدار رطوبت خاک، توزیع اندازه ذرات خاک، توزیع اندازه خاکدانه‌ها، مقدار کربن آلی، رطوبت اشباع خاک، قابلیت هدایت الکتریکی و pH خاک نیز اندازه‌گیری شدند. برای بیان کمّی ساختمان خاک، پارامترهای فرکتالی با استفاده از مدل فرکتالی ریو و اسپوزیتو و میانگین وزنی قطر خاکدانه‌ها و میانگین هندسی قطر خاکدانه‌ها محاسبه شد. نتایج نشان داد که سرعت نفوذ پایه در بیشتر ایستگاه‌ها کم (11/31-11/1) و میانگین آنها 69/6 سانتی‌متر بر ساعت بود. با استفاده از روش حداقل مجموع مربعات، مدل فیلیپ با بیشترین ضریب تبیین به‌عنوان بهترین مدل انتخاب شد. توزیع اندازه خاکدانه‌ها رفتاری فرکتالی داشت و همبستگی معنی‌داری بین پارامترهای نفوذ آب به خاک با پارامترهای فرکتالی و دیگر ویژگی‌های خاک وجود داشت.</div> <div style="text-align: justify;">Quantitative description of the spatial variability of soil hydraulic characteristics is crucial for planning, management and the optimum application. Field measurement of infiltration is very expensive, time-consuming and laborious. Soil structure also important effects on water infiltration in the soil. The objectives of this study were to determine the spatial variability of water infiltration, to select the most appropriate infiltration model, to calculate the parameters of relevant models, and to quantify the soil structure by using the fractal geometry. Infiltration parameters were estimated by using some physical soil properties, as well as fractal parameters, in this research. To achieve these purposes, 161 sites were selected and their infiltration was measured by using the constant head double-ring infiltrometers method in a systematic array of 500*500 m. The observed infiltration data from all examined sites were fitted to three selected infiltration models. Soil bulk density (BD), soil water content, soil particle size distribution, soil aggregate size distribution (ASD), organic carbon content (OC), saturation percentage (SP), soil pH and electrical conductivity (EC) were also measured in all 161 sites. For the quantitative assessment of soil structure, the aggregate size distribution, fractal parameters of the Rieu and Sposito model as well as the mean weight diameters (MWD) and geometric mean diameter (GMD) were also obtained. The obtained results indicated that the infiltration rates of the studied areas had generally low basic infiltration rates (1.1-31.1 cm hr-1) for most sites with the average of 6.69 cm hr-1. According to all obtained results and based on the least-square method, the Philip model was selected as the best performing model to account for infiltration. The aggregate size distribution demonstrated a fractal behavior, and the infiltration parameters could be significantly correlated with the fractal parameters and other soil physical properties.</div> تغییرپذیری مکانی, مدل‌سازی, نفوذ آب به خاک, هندسه فرکتالی Fractal geometry, Infiltration, Modeling, Spatial variability 343 356 http://jstnar.iut.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-751-8&slc_lang=fa&sid=1 A. Karami علی‌داد کرمی alidad_karami@yahoo.com No 2. گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران 1. بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس، سازمان تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی، شیراز، ایران M. Homaee مهدی همایی mhomaee@modares.ac.ir Yes 2. گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران 1. بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس، سازمان تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی، شیراز، ایران