بررسي تاثير شيب خاك و شدت بارندگي بر انتقال محلول با استفاده از مطالعه آزمايشگاهي و مدل HYDRUS-2D

An Investigation into the Effects of Soil Slope and Rainfall Intensity on Solute Transport Using Laboratory Experiments and HYDRUS-2D Model

خاك نه تنها محيطي براي رشد گياه، بلكه انتقال دهنده بسياري از آلاينده ها به اتمسفر و آب هاي سطحي و زيرزميني است و لذا مطالعه حركت مواد در خاك اهميت زيادي دارد. در اين مطالعه تاثير شيب خاك و شدت بارندگي بر انتقال محلول در خاك در شرايط آزمايشگاهي بررسي شد. آزمايش ها در دو توده خاك شيبدار و بدون شيب انجام گرفت و شامل تزريق يك محلول غيرواكنش دهنده (سديم كلريد) با دو شدت مختلف بود. نتايج نشان دادند كه شيب خاك موجب افزايش انتقال محلول در جهت عرضي مي شود. همچنين افزايش شدت تزريق باعث تسريع حركت محلول به سمت عمق خاك شده و با افزايش مقدار محلول در اعماق خاك موجب افزايش غلظت بيشينه در آنجا مي گردد. در ادامه از مدل HYDRUS-2D براي شبيه سازي انتقال محلول استفاده شد. عملكرد مدل بعد از بهينه سازي پارامترهاي ورودي بهبود يافت و مقادير غلظت محلول با ضريب تبيين (R2) بين 0/907-0/848 و ضريب بازدهي نش-ساتكليف (EF) بين 0/907-0/805 و همچنين مقادير پايين جذر ميانگين مربعات خطا (RMSE) به خوبي شبيه سازي شدند.

Soil is not only a medium for plant growth but also a transmitter of contaminants to atmosphere، surface water and ground water. Therefore، studying the movement of substances in soil is important. In this study، the effects of soil slope and rainfall intensity on solute transport in soil were investigated under laboratory conditions. The experiments were conducted in two sloping and not-sloping soil bulk and included injection of a conservative solute (NaCl) with two different intensities. The results showed that the soil slope increases the solute transport in the lateral direction، and the increase of injection intensity accelerates the solute movement towards the depths and increases the peak concentration. Solute movement was well simulated using Hydrus-2D model with the coefficient of determination (R2) between 0.848-0.907، the Nash– Sutcliffe efficiency coefficient (EF) between 0.805-0.907 and the low values of the root mean square error (RMSE).