مقياس بندي و بررسي تغييرات مكاني ويژگي هاي نفوذ آب در خاك در مقياس حوزه ‏آبريز (مطالعه موردي: دشت باجگاه)‏

Spatial Variability of Infiltration Characteristics at Watershed Scale:‎ A Case Study of Bajgah Plain

به منظور تخمين پارامترهاي نفوذ آب در مقياس منطقه، مطالعه تغييرپذيري مكاني خصوصيات نفوذ آب در خاك ضروري ‏است. بر پايه آزمايش هايي روي پساب تصفيه شده در حوضه آبريز باجگاه، اين پژوهش به مقياس بندي (‏scaling‏) ‏پارامترهاي نفوذ آب مدل دو جزيي فيليپ و تحليل تغييرپذيري مكاني خصوصيات نفوذ آب در خاك با استفاده از روش هاي ‏مقياس بندي و زمين آمار پرداخته است. سي آزمايش نفوذ آب در يك الگوي تصادفي در منطقه مورد مطالعه با استفاده از ‏استوانه هاي دوگانه اجرا شد. خصوصيات نفوذ آب منطقه، سرعت نفوذ پايه كمي را براي اكثر مكان ها نشان مي دهد (001/0 ‏تا 178/0 سانتي متر در دقيقه). مدل فيليپ به عنوان يك مدل مناسب براي توصيف فرآيند هاي نفوذ آب به داده هاي اندازه گيري شده برازش شد. پارامترهاي اين مدل (ضريب جذب ‏S‏ و فاكتور انتقال ‏A‏) تغييرات وسيعي در مكان هاي ‏آزمايشي نشان دادند. فاكتور مقياس بندي بر اساس ضريب جذب ‏?S‏ و فاكتور انتقال ‏A? محاسبه و داده هاي نفوذ آب مقياس-‏بندي شدند. نتايج نشان مي دهد كه مقياس بندي با ‏?A‏ بهتر از مقياس بندي با ‏?S‏ است. سپس، فاكتورهاي بهينه ‏?opt‏ با ‏استفاده از روش حداقل مربعات (گزينه ‏Solver‏) به دست آمد و مقياس بندي داده هاي نفوذ آب تكرار شد. مقياس بندي با ‏استفاده از ميانگين هاي حسابي، هندسي، و هارمونيك فاكتورهاي مقياس بندي ‏?S‏ و ‏?A‏ نيز انجام شد. نتايج نشان مي دهد كه ‏?opt‏ و فاكتور مقياس بندي ‏?A، داده هاي نفوذ آب را از ديگر فاكتورها مقياس بندي موثرتر (مجموع مربع خطاهاي كمتر) مي كنند. نتايج اين پژوهش نشان مي دهد كه منطقه ي مورد مطالعه تغييرپذيري مكاني وسيعي دارد و نقشه تغييرات مكاني ‏فاكتور مقياس بندي ‏?A‏ با استفاده از نرم افزار ‏ArcGIS‏ نيز نشان مي دهد كه مقدار اين فاكتور از مركز به اطراف، با كم شدن ‏مقدار رس خاك، افزايش مي يابد. ‏

Study of the spatial variability of infiltration characteristics is essential to estimating infiltration ‎parameters on a local scale. The objectives of the present study were to scale the parameters of a Philip ‎two-term model for infiltration and survey the variability of infiltration characteristics geostatistically ‎using wastewater in the Bajgah catchment. Infiltration was measured at 30 points in a random pattern over ‎the study area using double rings. Infiltration characteristics in the area showed a low basic infiltration rate ‎for most sites (0.001-0.178‎‏ ‏cm/min-1). The Philip infiltration model, the best model to describe infiltration ‎characteristics, was fitted to the data. The parameters (sorptivity, hydraulic conductivity) showed wide ‎variation across the sites. The sorptivity-based scaling factor (?S) and the hydraulic-based scaling factor ‎‎(?A) were computed and the observed infiltration data were scaled based on these values. Results showed ‎that scaling achieved using ?A was better than that obtained using ?S. The optimum scaling factors (?opt) ‎were determined using the least squares method (Solver option) and scaling was repeated using ?opt. ‎Scaling factors based on the arithmetic, geometric and harmonic means of ?S and ?A were also computed. ‎It was found that ?opt and ?A scaled the infiltration data more effectively (with lowest sum of squares ‎error) than the other scaling factors. The results showed that the study area has high spatial variability. A ‎map of ?A developed using ArcGIS software showed that ?A increased from the center to the surrounding ‎areas as soil clay content decreased.‎