بررسي انتشارپذيري يون نيترات در خاك ماسه‌اي با استفاده از مدل HYDRUS-1D

The Study of Nitrate Dispersivity in Sandy Soil Using HYDRUS1D Model

افزايش استفاده از كودهاي ازته به دليل پويايي زياد نيترات در خاك تهديدي جدي براي آب هاي زيرزميني و درنتيجه سلامت انسان است. هدف از اين پژوهش بررسي مقادير انتشارپذيري نيترات در خاك هاي ماسه اي درشت، متوسط و ريز در فواصل انتقال 20، 40 و 80 سانتي متري در شرايط آزمايشگاهي با مدل HYDRUS-1D مي باشد. بدين منظور محلول نمك خالص نيترات پتاسيم به‌عنوان آلاينده پايدار تحت رژيم ماندگار با غلظت 160 ميلي گرم بر ليتر به ستون هاي خاك اضافه شد، سپس به‌منظور استخراج پارامترهاي موردنياز براي رسم منحني رخنه غلظت نيترات خروجي در حجم هاي تخلخل متفاوت اندازه گيري و منحني رخنه براي هر ستون رسم گرديد. نتايج نشان داد با افزايش اندازه ذرات خاك انتشارپذيري افزايش مي يابد. همچنين با افزايش متوسط فاصله انتقال در ماسه درشت و متوسط، مقدار انتشارپذيري نيترات بيش تر شد. اما در ماسه ريز مقدار انتشارپذيري با افزايش فاصله انتقال كاهش يافت. مقادير انتشارپذيري براي ماسه ريز از 50/30 تا 55/42 سانتي متر، ماسه متوسط 06/57 تا 51/68 سانتي متر و ماسه درشت 08/68 تا 26/97 سانتي متر، محاسبه شد. درصد متوسط خطاي مدل (Er) در تخمين پارامتر ضريب انتشارپذيري براي خاك ماسه اي ريز كم تر و مقدار ضريب تعيين (R2) در آن نسبتاً بيش تر از خاك هاي ماسه اي درشت و متوسط به دست آمد كه به معناي پايين تر بودن روند كلي مقدار خطا و بالاتر بودن دقت در شبيه سازي انتقال نيترات در اين مدل براي خاك ماسه اي ريز مي باشد.

The increasing use of nitrogen fertilizers due to high dynamics of nitrate in the soil would be a serious threat to groundwater, and therefore, to thuman health. This study is aimed to investigate the disperdivity values of nitrate in the coarse, medium and fine sandy soils in the short travel distance of 20, 40 and 80 cm in vitro using the HYDRUS1D model. For this purpose, pure potassium nitrate salt solution under the sustainable regime with concentration of 160 (mg/lit) was added to the soil columns as persistent contaminants, then for extracting the needed parameters the concentration of output nitrate in three different porosities volumes were measured and Breakthrough curves were plotted for each column. The results showed that dispersivity increases as the soil particle size increases. Also, by increasing the average travel distance in medium and coarse sands nitrate disperdivity values increased. But in the fine sand the disperdivity values decreased as the transmission distance increased. The disperdivity values for fine, medium and coarse sand were from 30/50 to 42/55 cm, 57/06 to 68/51 cm, and 68/50 to 97/06 cm, respectively. The average model error percent (Er) was less for fine sandy soil, and coefficient of determination (R2) was relatively more for fine sandy soil than the coarse and medium sandy soils, which means the lower error value and higher precision of the overall process in simulation of nitrate transfer in this model for the fine sandy soils.