بخشی از مقاله
چکیده
هدایت هیدرولیکی غیرا شباع خاک یکی از ویژگیهای مهم در مطالعه حرکت آب در خاک ا ست. این ویژگی تابعی از رطوبت خاک بوده و با کاهش رطوبت، مقدار ان شدیدا کاهش می یابد. به منظور طراحی شبکه های زهک شی زیرزمینی لازم ا ست که ضریب هدایت هیدرولیکی خاک م شخص گردد. لذا با استفاده از روشهای زمین آماری تعداد نمونهبرداری از منطقه کاهش یافته و نقشه خطوط هم مقدار ks بدست خواهد آمد. روشهای زمینآماری ا ستفاده شده برای پهنه بندی پارامترهای ذکر شده شامل کریجینگ معمولی، لاگ کریجینگ بوده ا ست. برای ارزیابی رو شها از تکنیک
ارزیابی متقابل با معیارهای و R بین دادههای واقعی و تخمینی استفاده شده است. بررسی های انجام شده نشان می دهد که همبستگی مکانی Ks در منطقه مورد مطالعه برای تمام مدلها - بجزء مدل خطی در هر دو روش - خوب است بطوریکه نتایج رتبهبندی مجموع معیارهای ارزیابی نشان داد که برای روش کریجینگ و لوگ کریجینگ بهترین مدل به ترتیب کروی و نمایی میباشد بطوری که معیارهای ارزیابی و R به ترتیب 0/327، 0/271، 0/008، 0/376 و 0/221، 0/185، 008، 0/376 بدست آمد. همچنین نتایج ارزیابی بهترین مدلها نیز ن شان داد که روش لوگ کریجینگ دارای مقادیر Ks بهتری ن سبت به روش کریجینگ میبا شد. نتایج بهترین روش و مدل بدست آمده برای روش کریجینگ با نیمتغییرنمای، کروی نشان میدهد که تا شعاع تاثیر 24/4 متر دارای C0 / Sill برابر0/46 میباشد که از مقدار 0/5 کوچکتر میباشد و نشان میدهد مدل فوق دارای همبستگی مکانی خوبی برای منطقه مورد مطالعه میباشد. همچنین نتایج نقشه پهنهبندی شده Ks با بهترین روش - لوگ کریجینگ - و مدل - نمایی - نشان میدهد که بخشهای مرکزی و به سمت شمالی منطقه دارای Ks کمتری نسبت به بخشهای جنوبی منطقه را دارا میباشد.
مقدمه:
یکی از پارامترهای مهم در طراحی سیستم های زهکشی و تخمین جریان آب در خاک، ضریب هدایت هیدرولیکی خاک می با شد. در مطالعات زهک شی ب سته به موقعیت سطح ای ستابی و لایه غیر قابل نفوذ ن سبت به عمق فعالیت ری شه، رو شهای مختلفی برای اندازه گیری صحرایی هدایت آبی خاک وجود دارد. هدایت هیدرولیکی ا شباع خاک یکی از ویژگیهای مهم در مطالعه حرکت آب در خاک است. این ویژگی تابعی از رطوبت خاک بوده و با کاهش رطوبت، مقدار ان شدیدا کاهش می یابد. تغییرات مکا نی یکی از مؤلفه های مهم در درک تأثیرمدیریت خاک در نواحی با اقلیم های متفاوت ا ست. تغییرپذیری خ صو صیات فیزیکی و هیدرولیکی باید با توجه به تغییرات فرآیندهای محیطی در مقیاس های مختلف مکانی و زمانی مورد نظر قرار گیرد. به علت تغییرات درخصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک سرعت نفوذ و هدایت هیدرولیکی اشباع در مناطق پهناور از مقا دیر بسیار کم تا بسیار زیاد تغییر می کنند . تغییرات مکانی در خصوصیات فیزیکی و هیدرولیکی خاک از جمله سرعت نفوذ ، هدایت هیدرولیکی اشباع و سایر فاکتورهای اندازه گیری شده با استفاده از زمین آمار و آمار کلالاسیک قابل تبدیل به صورت آلودگی هوا و خاک و آبهای
زیرزمینی کمی میبا شد .علالاوه بر این همب ستگی بین این خ صو صیات و دیگر متغیرهای اندازه گیری شده خاک برای تخمین دقیق تر سرعت نفوذ و هدایت هیدرولیکی اشباع مفید است امروزه روش های زمینآ ماری علیرغم پیچ یدگی های آن ها بدل یل کاربرد نرمافزار های کامپیوتری قوی نظیر GS+ و ARCGIS در شاخههای مختلف علوم کاربرد فراوانی دارند. متغیرهای محیطی را با روشهای گوناگونی پهنهبندی میکنند که از آن جمله میتوان روشهایی چون کریجینگ، لوگکریجینگ، کوکریجینگ، Spline، IDW و رگرسیون را نام برد.
منابع گوناگونی به کاربرد این روشها با پارامترهای مختلف متغیرهای محیطی پرداختهاند، با این حال هیچ نتیجهگیری مدونی برای انتخاب روش مناسب برای متغیرهای محیطی مورد نظر وجود ندارد. محمدی و چیتساز - - 1381 با استفاده از تخمینگرهای زمینآماری و با کمک گرفتن از اطلاعات رقومی سنجنده TM بعنوان متغیر ثانویه برآورد نموده اند. در این تحقیق کارایی روشهای مختلف برآورد آماری شامل نتایج حاصل از تخمین کوکریجینگ، کریجینگ و رگرسیون خطی با هم مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج بدست آمده نشان داد که تخمینگرهای زمینآماری نسبت به روابط همبستگی خطی از برتری ن سبی برخوردار بوده و روش کریجینگ بعنوان روش برتر دادههای مکانی در خ صوص خاک معرفی شده ا ست. م صطفی و همکاران - 1998 - به تحلیل شوری و هدایت هیدرولیکی خاکها با ا ستفاده از رو شهای زمین آماری پرداختند . آنها با مقایسه مقادیر اندازه گیری شده این پارامترها و مقادیر برآورد شده آنها با استفاده از روش کریجینگ و تهیه نقشه های هم مقدار پارامترهای ذکر شده به این نتیجه رسیدند که روش کریجینگ، نق شه های منطقیتری ر ا برای مطالعات پروژه های زهک شی فراهم میکند. تجزیه و تحلیلهای زمینآماری برای تعیین تغییرپذیری متغیرهای آب و خاک در مکان و زمان مفید واقع شدهاند - آیزاک، . - 1989 در سال 1999، ونگ و همکاران از رو شهای زمین آماری برای برر سی تغییرات مکانی هدایت هیدرولیکی در خاکهای شور ساحلی استفاده کردند. در مجموع جمعبندی آنها نشان میدهد که روش مناسب زمین آماری در برآورد یک متغیر، به نوع متغیر و عوامل منطقهای تأثیرگذار بر آن بستگی دارد و نمیتوان روش منتخب در یک منطقه را به سایر مناطق تعمیم داد. آگاهی ازچگونگی تغییرات مکانی هدایت هیدرولیکی خاک ضروری میباشد لذا در این پژوهش با استفاده از نرمافزارهای GS+، ArcView و ARCGIS تغییرات مکانی Ks پرداخته میشود.
مواد و روشها منطقه مورد مطالعه
دادهها و اطلاعات مورد نیاز برای محاسبه Ks از روش چاهک که در محوطه دانشگاه فردوسی - شکل - 1 در ابعاد 4متر در 4متر و به طول و عرض 24 متر انجام گرفته و مقادیر Ks بدست آمد. از کل دادههای بدست آمده 3 داده که دارای مقادیر پرت بودند از دادهها حذف گردیدند
آلودگی هوا و خاک و آبهای زیرزمینی
تجزیه وتحلیل های زمین آماری مدل کریجینگ معمولی
یکی از روشهای استفاده شده کریجینگ معمولی است که بهترین تخمینگر خطی نااریب - B.L.U.E - نام گرفته است. روش فوق یک روش تخمین زمین آماری است که با استفاده از مقادیر معلوم و یک نیم تغییر نما، مقادیر مجهول را برآورد می کند. نیمتغییرنما واریانس وابسته به فاصله است که بانماد نشان داده می شود. اگر واریانس بین نقاطی به فاصله h کوچک باشد نشانه وابستگی بیشتر بین نقاط است . نیم تغییرنما با نماد نشان داده می شود و به شرح زیر محاسبه میگردد : - 2 - که در آن: : - h - مقدار نیم تغییر نما در فاصله - - h، : Z - xi h - مقدار مشاهده شده متغیر مورد نظر که به فاصله h از Z - xi - قرار دارد، - : Z - xi مقدار مشاهده شده متغیر مورد نظر، :N - h - تعداد جفت نمونههای به کار رفته در محاسبه که در فاصله h از یکدیگر قرار دارند میباشد. معمولا هر چه h افزایش یابد تعداد جفت ها کم میشود. با افزایش h، مقدار نیم تغییر نما تا فاصله معینی اضافه می شود و پس از آن به حد ثابتی می رسد که حد آستانه نامیده می شود. به فاصله بین نمونه ها که از آن به بعد مقادیرمتغیر در نقاط مجاور تاثیر چندانی بر یکدیگر ندارند و با افزایش بیشتر فاصله مقدار نیمتغییرنما تفاوت معنیداری نمیکند، دامنه یا شعاع تاثیر گفته می شود. مقدار نیم تغییر نما به ازاء h=0 اثر قطعهای نام دارد . - 17 - معمولا اثر قطعه ای ناشی از خطاهای نمونه برداری، اندازهگیری و آنالیز دادههاست.
