ارزيابي تغييرات مكاني هدايت هيدروليكي اشباع خاك با استفاده از آمار مكاني (مطالعه موردي: دشت لاغر)

(Evaluation of spatial variation of soil saturated hydraulicconductivity using spatial statistic (Case study: Laghar plain

سابقه و هدف: توزيع مكاني خصوصيات فيزيكي و هيدروليكي بر رفتارهاي هيدرولوژيكي، انتقال آب و رسوب به آب هاي سطحي و زيرسطحي موثر است، از اين رو شناخت تغييرات اين ويژگي ها براي مديريت بهينه ي اراضي امري مهم و تاثيرگذار مي باشد. هدف از اين پژوهش بررسي تغييرات مكاني هدايت هيدروليكي اشباع خاك و عوامل موثر بر آن با روش زمين آمار و انتخاب مناسب ترين روش ميان يابي براي برآورد آن در دشت لاغر بود. مواد و روش ها: در اين پژوهش تغييرات مكاني هدايت هيدروليكي اشباع و برخي ويژگيهاي خاك با استفاده از آمار مكاني مورد بررسي قرار گرفت. هدايت هيدروليكي اشباع در صحرا و به روش چاهك و چاهك وارونه اندازه گيري شد. درونيابي و پهنهبندي مقادير اين ويژگيها با استفاده از روشهاي وزن دادن عكس فاصله (IDW)، كريجينگ و كوكريجينگ انجام شد و دقت اين تخمين گرها با يكديگر مقايسه گرديد. يافته ها: نتايج نشان داد كه پارامترهاي درصد شن، درصد گچ (4 CaSO) و درصد كربنات كلسيم (3 CaCO) با نسبت واريانس قطعه اي به آستانه به ترتيب 0.001، 0.246 و 0.217 ساختار مكاني قوي داشت. هدايت هيدروليكي اشباع، درصد سيلت و درصد رس نيز با نسبت واريانس قطعه اي به آستانه معادل 0.499 از ساختار مكاني متوسطي برخوردار بودند. بهترين مدل تغييرنماي تجربي با بالاترين مقدار R2 و كم ترين مقدار RSS براي ويژگيهاي درصد شن، سيلت و رس، درصد گچ مدل گوسي و براي هدايت هيدروليكي اشباع و درصد كلسيم كربنات مدل كروي بود. پارامترهاي مورد مطالعه از الگوي پراكنش و ساختار مكاني مناسبي برخوردار بود و هر كدام از آن ها الگوي مكاني خاصي داشت. نتيجه گيري: تخمين گر كريجينگ براي درون يابي پارامترهاي هدايت هيدروليكي اشباع، درصد گچ و درصد كربنات كلسيم نتايج بهتر و خطاي كم تري نسبت به روش وزن دادن عكس فاصله داشت اما براي درون يابي پارامترهاي درصد شن، سيلت و رس روش وزن دادن عكس فاصله نتيجه بهتري نشان داد. روش درون يابي كوكريجينگ به علت عدم همبستگي بين متغير اصلي (هدايت هيدروليكي اشباع) و ديگر پارامترها (به عنوان متغير كمكي) براي درون يابي ويژگي ها، مورد استفاده قرار نگرفت.

Background and Objectives: Spatial distribution of soil physical and hydraulic properties is effective on hydrologic behaivior of water and sediment transmission to surface and subsurface water. Therefore, recognition of these properties variation is effective and important for optimum land management. This research aims to study the spatial variation of soil hydrauic conductivity and effective factors on it, with geostatistic method and selecting the most appropriate interpolation method for its estimation in the Laaghar plain. Materials and Methods: In this research spatial variation of soil saturated hydraulic conductivity and some other soil parameters were studied using geostatistics. The soil saturated hydraulic conductivity was measured in the field using auger hole and inverse auger hole method. Interpolating and zoning of these properties were done with IDW, kriging and co-kriging methods and these estimators accuracy were compared with each other. Results: Results showed that the parameters of sand, gypsum and calcium carbonate percentage with a Nugget variance to sill ratio of 0.001, 0.246 and 0.217 respectively, had strong spatial structure. Saturated hydraulic conductivity, silt and clay percentage having Nugget variance ratio to sill 0.499, had a moderate spatial structure. The best model on experimental variograms equal highest R2 and lowest RSS for the sand, silt and clay and gypsum percentage properties was Gaussian model and for saturated hydraulic conductivity and calcium carbonate percentage was spherical model. The studied parameters had suitable distribution pattern and spatial structure and each one of them had specific spatial pattern. Conclusion: Kriging estimator had better results and less error for interpolating of saturated hydraulic conductivity, gypsum and calcium carbonate percentage parameters compare to IDW method, but the IDW method showed better results in interpolating of sand, silt and clay percentage parameters. The cokriging interpolating method were not used to interpolate properties because of the lack correlation between major variable (saturated hydraulic conductivity) and other parameters (as the auxiliary variable) to interpolate the properties.