مقايسه سه روش صحرايي اندازه گيري هدايت آبي اشباع در برخي خاك هاي ورتي‌سول و انتي‌سول

Comparison of Three Field Methods for Measuring Saturated Hydraulic Conductivity in some Vertisols and Entisols

هدايت آبي اشباع مزرعه يكي از مهمترين خصوصيات فيزيكي خاك است كه در تعيين سرعت نفوذ آب به‌ خاك، طراحي سيستم‌هاي آبياري و زهكشي و ديگر فرايندهاي هيدرولوژيكي داراي اهميت است. هدف از اين پژوهش مقايسه هدايت آبي اشباع مزرعه، اندازه‌گيري شده به روش‌هاي بار افتان ساده‌سازي شده (SFH)، بار ثابت چندگانه (MCH) و نفوذسنج مكشي (TI) است. بدين منظور، هدايت آبي اشباع مزرعه در رطوبت‌هاي اوليه خشك و مرطوب، در برخي خاك‌هاي ورتي‌سول و انتي‌سول اندازه‌گيري شد. نتايج نشان داد كه در حالت رطوبت اوليه خشك خاك، به دليل جريان ترجيحي حاصل از باز بودن درز و ترك‌ها، اندازه‌گيري هدايت آبي اشباع مزرعه با استفاده از روش SFH و روش MCH امكان‌پذير نبود؛ درحالي كه نفوذسنج مكشي با جلوگيري از جريان ترجيحي، امكان اندازه‌گيري اين پارامتر را فراهم كرد. در رطوبت اوليه مرطوب، مقادير اندازه‌گيري شده هدايت آبي اشباع مزرعه به روش هاي SFH و MCH بزرگتر از مقادير اندازه‌گيري شده آن به روش نفوذسنج مكشي بود. از ديگر سو، همبستگي بين هدايت آبي اشباع مزرعه اندازه‌گيري شده با استفاده از هر سه روش مثبت و معني‌دار بود. به طوري كه بيشترين همبستگي بين روش بار‌ثابت‌ چندگانه و روش بار افتان ساده‌سازي شده (97/0=r) و كمترين همبستگي بين روش بار افتان ساده‌سازي شده و روش نفوذسنج مكشي (73/0=r) به دست آمد. نتايج حاصل از تحليل آماري به دست آمده با استفاده از آزمون t نشان داد در رطوبت اوليه مرطوب، بين مقادير هدايت آبي اشباع مزرعه به دست ‌آمده از سه روش اندازه‌گيري، درسطح احتمال 5 درصد اختلاف معني‌داري وجود نداشت. با توجه به مزاياي روش بار افتان ساده‌سازي شده و نفوذسنج مكشي، مي‌توان آنها را به عنوان روشي مناسب در اندازه‌گيري هدايت آبي اشباع مزرعه در خاك‌هاي سنگين بافت توصيه كرد.

Hydraulic conductivity is one of the most important soil physical properties for determining infiltration rate, developing irrigation and drainage systems, and other hydrological processes. The objective of this study was to compare the multiple constant head (MCH), the simplified falling-head (SFH) and the tension infiltrometer (TI) methods for measuring field saturated hydraulic conductivity (Kfs) in some vertisols and entisols. Therefore, Kfs was measured in soils with different shrinkage and swelling ration in wet and dry initial moisture conditions. The results showed that because of the preferential flow at the dry initial moisture condition measurement of Kfs was not possible by MCH and SFH methods. While, TI method provided measuring of this parameter throughout by of preferential flow. At the wet initial moisture condition, the measured Kfs values by SFH and MCH methods were higher than those obtained by TI method. However, the correlations between measured Kfs values by the mentioned methods were significantly positive. The highest observed correlation coefficient was between MCH and SFH methods (r=0.97) and the lowest one obtained between FSH and TI methods (0.73). Statistical analysis of t-test showed that there was no significant difference between Kfs values measured with the three methods at the wet initial condition (P < 0.05). Considering the adventages of SFH and TI methods, they can be recommended as suitable methods for measuring Kfs in swelling soils.