بخشی از مقاله
خلاصه
اخیراً نفوذسنج مکشی به علت تعیین خصوصیات هیدرولیکی نزدیک به اشباع و همچنین بررسی اثرات خلل و فرج درشت بر روينفوذپذیري، بهعنوان یک وسیله مناسب شناخته شده است. بسیاري از خصوصیات خاك از جمله نفوذپذیري بستگی به مقدار رطوبت دارد، بنابراینوضعیت رطوبتی خاك از اهمیت ویژهاي برخوردار است معمولاًو به صورت رابطهاي با پتانسیل ماتریک خاك و یا بصورت رابطه هدایتهیدرولیکی و مکش بیان یا ترسیم میشود. تحقیق حاضر بر آن است ضمن معرفی دستگاه نفوذسنج دیسک مکشی به عنوان ارزانترین و راحتترین وسیله در تعیین خصوصیات هیدرولیکی غیر اشباع، برخی از پارامترهاي هیدرولیکی از جمله α ، KS و k(h) در خاك لومی و در منطقهاهواز را اندازهگیري و محاسبه نماید. به این منظور در قطعهاي از مزرعه آزمایشی دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز، 11 نقطهبه طور تصادفی انتخاب و آزمایشات نفوذسنج دیسک براي حالت افزایش مکش (از مکش مثبتتر به مکش منفیتر ) انجام شد. سپس براي مقادیرمختلف مکش (hi) و سرعتهاي نفوذ مختلف (qi) در چاهکهاي مختلف، مقادیر α (ضریب جذب خاك) و KS (هدایت هیدرولیکی اشباعصحرایی) براي منطقه با استفاده از نرم افزار SPSS و روش رگرسیون غیرخطی به دست آورده شد، و سپس منحنی هدایت هیدرولیکی و مکشبا استفاده از معادله گاردنر رسم و مورد بحث قرار گرفت.
کلمات کلیدي: نفوذسنج دیسک مکشی، خصوصیات هیدرولیکی نزدیک به اشباع، حالت افزایش مکش، خاك لوم
1. مقدمه
اخیراً شناخت بیشتر از اهمیت خلل و فرج درشت و جریان ترجیحی از درز و شکافهاي ایجاد شده در اثر عبور ریشه گیاهان، منجر به توسعه و ساخت ابزارهایی شده است که قادرندمستقیماً در مزرعه براي کنترل جریان مورد استفاده قرار گیرند. نفوذ سنج دیسک به علت سهولت استفاده و سادگی محاسبات امروزه یکی از وسایل بسیار مفید براي بررسی خصوصیات هیدرولیکی اشباع و غیراشباع خاك در مزرعه میباشد (موهانتی و همکاران2، .(1991 در این روش به علت سه بعدي بودن نفوذ، رسیدن به جریان ماندگار نسبت به آزمایشات یک بعدي سریعتر صورت میگیرد
(الریک3، .(1990 نفوذسنج دیسک علاوه بر تعیین هدایت هیدرولیکی غیر اشباع، در تعیین ضریب جذبی، ضریب دفعی و سیالیت مواد شیمیایی خاك نیز به کار میرود. در ابتدا واژه نفوذسنج دیسک براي نفوذ سهبعدي و واژه نفوذسنج مکشی براي نفوذ یک بعدي مورد استفاده قرار میگرفت اماخیراً این واژه ها معادل هم به کار گرفته میشوند. امروزه نفوذسنج مکشی براي اندازهگیري خصوصیات هیدرولیکی نزدیک به اشباع با استفاده از اندازهگیري سرعت نفوذ در مکشهاي مختلف و در دو حالت ترشدگی و خشکشدگی کاربرد فراوانی پیدا کرده است. به علت خروج سه بعدي آب از دیسک، یک فرمول خاص مورد نیاز است تا نفوذ جانبی آب را مورد توجه قرار دهد. براي آنالیز دادههاي بدست آمده از نفوذ سنج دیسک مکشی میتوان از مدلهاي عددي، خصوصیات هیدرولیکی خاك، روشهاي معکوس و آنالیزهاي وودینگ استفاده کرد. در این تحقیق روشهایی که از آنالیز وودینگ پیروي میکنند، معرفی و توضیح داده میشود.
براي اولین بار آنکنی و همکاران (1991) اندازهگیریهاي نفوذسنج دیسک را با استفاده از مکشهاي متعدد در یک نقطه انجام دادند. این روش که به روش معادلات همزمان4 معروف است تنها به اندازهگیري سرعت نفوذ جریان پایدار نیاز داشت که در مقایسه با ضریب جذب یک برآورد با ثباتتر میباشد. آنکنی از اندازهگیریهاي جفت مکشهاي به کار گرفته شده استفاده نمود و یک تابع نمایی هدایت هیدرولیکی به دست آورد (آنکنی و همکاران5، .(1991 رینولدز و الریک (1991) استفاده از یک روش نمایی مرحلهاي6 بین دو مکش متوالی را پیشنهاد نمودند. در این روش، درون یابی با استفاده از یک رابطه خطی- لگاریتمی، تخمین k را در نقطه میانی بین دو مکش متوالی امکانپذیر میسازد (الریک و رینولدز7، .(1991 لوگسدن و جینیز (1993) از فرض رابطه K(h) گاردنر (معادله (3 و برازش غیرخطی براي تخمین پارامترهاي α و Ks از دادههاي مختلف q و h استفاده کرد
(لوگسدن و جینیز8، .(1993 همچنین الریک و همکاران (1991) روشهایی را بر اساس نتایج به دست آمده از آزمایش با تعدادي نفوذسنجهاي دیسکی با شعاعهاي مختلف ارائه دادند (الریک و همکاران، .(1991
معمولاً آنالیز دادههاي بدست آمده از نفوذسنج مکشی، بر اساس معادله جبري وودینگ (1968) براي نفوذ به خاك از یک منبع دایرهاي در شرایط سه بعدي، با مرز نامحدود و جریان پایدار به شکل زیر صورت میگیرد (وودینگ9، .(1968
