بررسي ميزان همبستگي شدت نفوذ نهايي خاك ها با برخي مشخصات فيزيكي و شيميايي مربوطه مطالعه موردي: مزرعه قزلاق – دانشگاه تهران

Relationship between soil final infiltration rate and the physical / chemical characteristics, case study: Ghezlagh Research farm- Tehran University

نفوذپذيري يكي از مهمترين پارامترهاي فيزيكي خاك و تابع مشخصات فيزيكي و شيميايي آن است. اين پارامتر كاربردهاي فراواني در طرح هاي آبياري و زهكشي دارد. با توجه به هزينه هاي بالاي آزمايشات نفوذپذيري، تخمين اين پارامتر بر اساس مشخصات زوديافت خاك به روش هاي مختلف مورد توجه محققان قرارگرفته است. از سوي ديگر عدم دقت در بررسي و تعيين بهترين معادلات انطباق رياضي حاكم بين نفوذپذيري و مشخصات فيزيكي و شيميايي خاك، موجب استفاده از معادلات و برآوردهاي غيرصحيح خواهد شد. در تحقيق حاضر در يك مطالعه موردي ضمن انجام آزمايشات مزرعه اي و آزمايشگاهي لازم، مقادير نفوذپذيري و مشخصات فيزيكي و شيميايي خاك هاي مورد مطالعه تعيين و سپس روابط رياضي حاكم و ضرايب همبستگي هم ارز و غير هم ارز مربوطه محاسبه و مقايسه شده است. هدف اين مقاله ارايه نتايج مربوط به ارتباط مقادير شدت نفوذ نهايي خاك ها با پارامترهاي فيزيكي و شيميايي آنها و مقايسه نتايج همبستگي هاي هم ارز و غيرهم ارز به منظور ارايه اهميت بهترين معادله انطباق رياضي مي باشد. براساس نتايج بدست آمده، بهترين معادلات انطباق رياضي بر پايه ضرايب همبستگي هم ارز شده بين مقادير نفوذپذيري نهايي به ترتيب با هدايت الكتريكي درحالت تواني و با ضريب 54 درصد،‌ با مقدار سديم در حالت خطي با ضريب 40 درصد و با مجموع كلسيم و منيزيم در حالت نمايي و با ضريب42 درصد وجود دارد. وضعيت عمومي خاك هاي مطالعه شده نشان مي دهد كه نفوذپذيري آنها بيشتر از آنكه تابع مشخصات فيزيكي باشد، تابع مشخصات شيميايي است. همچنين بين هر يك از پارامترهاي تخلخل، چگالي ظاهري و اسيديته خاك ها با سرعت نفوذ نهايي به ترتيب بهترين معادلات رياضي حاكم در حالت هاي لگاريتمي، تواني و لگاريتمي و با ضرايب همبستگي هم ارز شده 38درصد، 35درصد و35درصد مشاهده شد. اين در حالي است كه بر اساس روش متداول استفاده از ضرايب همبستگي غيرهم ارز نتايج كاملاً متفاوتي حاصل شده است.

Water infiltration rate is one of the most important parameters of soils and it is a function of the physical and chemical soil characteristics. Also, the infiltration rate is a basic input data in irrigation and drainage projects. Wrong estimation of the infiltration values can lead to wasting the national investments. Although, the infiltration phenomenon has been focused by many researchers, recently, but it is necessary to investigate the importance of the best fitting equations between the infiltration rate and the physical or chemical soil characteristics. The current research, which is based on a case study, aims to determine the relationship between final infiltration rate and the physical or chemical soil characteristics and the emphasis has been to work out the accuracy criteria of the calculation by comparing different correlation coefficients. The main recorded physical parameters were; soil texture, porosity, color and the specific gravity of the soils. Also, some chemical factors such as; pH, EC, Na, Ca+Mg and the amount of organic materials were measured and recorded. Kostiakov- Lewis method was used to measure the infiltration rates in three repetitions. General basic statistical methods were used to analyze data and find the relationships between the final infiltration rate data and either physical or chemical characteristics of the soils. The regression functions, correlation coefficients and the best fitting equations were calculated. According to the results, the biggest rate of the correlation coefficient (r) belongs to the power regression, which shows the relationship between the final infiltration rate and the EC of the soils. However, there was not recorded very strong correlation coefficient in the results. The importance of the best fitting equations has been demonstrated.