برآورد و تحليل ويژگي هاي هيدروليكي خاك از طريق آزمايش نفوذ بيركن

Estimation and Analysis of Soil Hydraulic Properties Using Beerkan Infiltration Experiment

مطالعة انتقال آب و آلاینده‏ها در محیط غیر اشباع خاك مستلزم تعیین ویژگی‏های هیدرولیكی خاك است. در این تحقیق، برآورد پارامترهای هیدرولیكی خاك از آزمایش نفوذ كم‌هزینة بیركن در شش نقطة منطقة اسالم گیلان با شش كلاس بافت مختلف بررسی شد. پارامترهای شكل و اندازة منحنی‏های مشخصة هیدرولیكی به ترتیب از تحلیل توزیع اندازة ذرات خاك و مدل‏سازی آزمایش نفوذ با روش‏های BEST-slope(B/s)، BEST-intercept (B/i)، خطی‏سازی مشتقی (DL) و خطی‏سازی تجمعی (CL) تعیین شد. تجزیه‌وتحلیل نتایج نشان داد با وجود اجرای راحت‏تر دو روش DL و CL در مقایسه با روش‏های ‏B/s و B/i، این دو روش در تخمین مقادیر معتبر پارامترهای اندازه در هیچ‌یك از نقاط آزمایش موفق نبودند. این در حالی است كه دو روش B/s و B/i به صورت مكمل یكدیگر عمل كردند و توانستند با دقت این پارامترها را در همة نقاط برآورد كنند. مقادیر پارامتر قابلیت جذب آب تخمینی به دو روش B/s و B/i اختلاف معنا‏داری نداشت. اما مقدار هدایت هیدرولیكی اشباع به روش B/i بیشتر از روش B/s تخمین زده شد. با توجه به خطای نسبی كمتر روش B/s، به نظر می‏رسد برآوردهای روش B/i تا حدودی دست‌بالا باشد. بنابراین، در شرایط مدل‏سازی موفق و معتبر با هر دو روش، بهتر است مقادیر تخمینی پارامترها به روش B/s مد نظر قرار گیرد.

A Study of water and contaminants transport in the vadose zone demands for adetermination of soil hydraulic properties. The current study aimed at estimating andanalysing the soil hydraulic parameters through an inexpensive experiment of Beerkanwithin six sample points of various soil textural classes, in Asalem region, Guilan (Iran).Shape and scale parameters of the hydraulic characteristic curves were estimated fromparticle size distribution analysis and infiltration experiment respectively. Four fittingmethods were employed and copmaired including BEST-slope (B/s), BEST-intercept(B/i), Derivative Linearization (DL) and Cumulative Linearization (CL). Although scaleparameters were estimated through DL and CL methods easier than through B/s and B/imethods, but the estimated values did not come out to be valid in any of the experimentalpoint. On the other hand, B/s and B/i methods acted as complementary to each other andestimated accurate values for scale parameters of all the six experimental points. Theestimated values of sorptivity through B/s and B/i method were not significantlydifferent, but saturated hydraulic conductivity values estimated through B/i exceeded theB/s values. Also a comparison of these two methods through relative error showed thatB/s is more accurate than B/i. It seems that B/i method leads to an overestimation of thesaturated hydraulic conductivity. It is recommended therefore to make use of B/s methodfor estimating soil hydraulic properties.