برآورد ظرفيت ذخيره آب در خاك سيلتي لوم با سطح ايستابي كم عمق

Determination of Soil Water Storage Capacity in a Silty Loam Soil with Shallow Water Table

در بسياري از مطالعات هيدرولوژيك و كشاورزي برآورد ميزان آبي كه خاك مي تواند در خود ذخيره نمايد تا سطح ايستابي آن به سطح زمين برسد، يعني ظرفيت ذخيره آب در خاك (SWSC)، داراي اهميت است. در اين بررسي مقدار SWSC به صورت تابعي چندجمله اي از عمق سطح ايستابي براي خاك سري كوي اساتيد (سيلتي لوم) در حوضه آبريز باجگاه به دو روش نظري و تجربي برآورد و با يكديگر مقايسه گرديد. همچنين ، تاثير ميزان هواي محبوس بر SWSC در هر دو روش بررسي شد. چهار سطح ايستابي به عمق هاي 30، 60، 90 و 120 سانتي متر در آزمايشگاه شبيه سازي شد همچنين رطوبت خاك در اعماق گوناگون ستون خاك اندازه گيري و سپس ميزان SWSC در اعماق ايستابي گوناگون تعيين گرديد. با روش رگرسيون از SWSC هاي به دست آمده و عمق سطح ايستابي، ضرايب تجربي معادله ي ياد شده بدست آمد. مقادير ظرفيت ذخيره ي آب در خاك به روش هاي نظري و تجربي به روش رگرسيون خطي با هم مقايسه شد. ضرايب تعيين به دست آمده براي دو حالت با در نظر گرفتن هواي محبوس(96/0) و بدون در نظر گرفتن هواي محبوس (99/0) خط و تقاطع محور عمودي، نشان دهنده ي نزديكي داده هاي تجربي و نظري براي حالت در نظر گرفتن هواي محبوس است. نتايج بيانگر تاثير قابل توجه هواي محبوس بر ميزان ظرفيت ذخيره ي آب در خاك بود (21% از تخلخل خاك مورد مطالعه). بنابراين منظور نمودن اين مقدار در محاسبات ضروري است. تاثير كاهنده ي صعود مويينگي در معادله به دست آمده گنجانيده شده است. در مقايسه ي آماري با در نظر گرفتن هواي محبوس در مطالعات معادله هاي به دست آمده اختلاف معني داري ندارند، در حالي كه ناديده گرفتن هواي محبوس اختلاف به دست آمده را معني دار مي نمايد.

In many hydrologic and agricultural researches, the amount of water requirement to raise a shallow water table to the soil surface, i.e., soil water storage capacity (SWSC), is important. In this research, the amount of SWSC was measured and estimated. Then, relationship between SWSC and groundwater depth were obtained as a polynomial function for Kuye-Asatid soil (silty loam) using theoretical and experimental methods. Also the effect of encapsulated air on SWSC is investigated in both methods. Four water table depths of 30, 60, 90 and 120 cm were simulated in laboratory, and soil water contents at diffrent depths were measured and the amount of SWSC was calculated under different water table depths. Regression analysis was used to obtain the relationships between SWSC and water table depth for the experimental data. The amounts of soil water storage capacity in both experimental and theoretical methods are compared using linear regression. The values of the coefficient of determination R2 for cases encapsulated and without encapsulated air were 0.96 and 0.99, respectively. Further, the values of slope and intercept of linear relationship indicated that the data obtained with encapsulated air are close to the results of theoretical approach. The results show the amount of encapsulated air in soil water storage capacity is about 21% of soil porosity. Therefore, it should be considered in SWSC calculation. The proposed equation accommodates the reduction effect of the capillary fringe on SWSC. By statistical comparison the proposed function for case of encapsulated air is similar to theoretical equation, but in case of without encapsulated air condition, they are not similar.