ارزيابي کاربردي روش‌هاي تخمين خصوصيات هيدروليکي خاک (مطالعه موردي: شهرستان بويين زهرا)

توضیحات کامل در مورد فایل

دانلود پايان نامه کامل درمورد ارزيابي کاربردي روش‌هاي تخمين خصوصيات هيدروليکي خاک (مطالعه موردي: شهرستان بويين زهرا) به همراه تمامي فايل هاي مورد نياز

امروز براي شما دانش پژوهان عزيز يک طرح پيشنهادي (پروپوزال) پاياننامه‌ي کارشناسيارشد دانشكدهي فناوري کشاورزي و منابع طبيعي گروه آموزشي مهندسي آب آماده دانلود قرار داديم اميدواريم دانشجويان عزيز بتوانيد با بهره مندي يک پايان خوبي براي پايان نامه خود داشته باشند

جزييات اين پايان نامه بصورت زير مي باشد

1.فايل ورد doc توضيحات کامل پايان نامه بصورت استاندارد
2.فايل هاي مورد نياز محاسباتي و نمودار ها در قالب فايل اکسل
3.فايل هاي مورد بررسي curve و minitab
4.کتاب هاي مورد رجوع شده که بصورت فايل ورد و پي دي اف

تمامي فايل هاي بالا در فايل دانلود قرار داده شده است همچنين تمامي اينها با قابليت ويرايش مي باشد براحتي مي توانيد متن هاي داخلشان را تغيير دهيد

قسمتي از متن کوتاه انتخاب شده از داخل اين پايان نامه بصورت زير مي باشد

مشخصات هيدروليکي خاک اعم از هدايت هيدروليکي، منحني مشخصه آبِ خاک ( منحني رطوبتي ) و منحني هدايت هيدروليکي غير اشباع نقش بسزايي در حرکت آب در خاک دارند. براي بررسي حرکت آب در محيطهاي غيراشباع معمولا معادله ديفرانسيلي ريچاردز مورد استفاده قرار ميگيرد که به تنهايي قابل حل نميباشد و بايد همراه با منحني مشخصه آبِ خاک و منحني هدايت هيدروليکي غير اشباع حل گردد.
اندازهگيري اين مشخصات هيدروليکي توسط روشهاي مزرعهاي و آزمايشگاهي که به نام روشهاي مستقيم شناخته شدهاند بسيار پرهزينه و وقت گير ميباشند. به همين جهت تلاشهاي زيادي صورت گرفته است تا بتوان به صورت غيرمستقيم اين خصوصيات را به وسيله برقراري ارتباط با ساير خصوصيات خاک که به آساني قابل اندازهگيري هستند برآورد نمود. از جمله اين خصوصيات خاک مي-توان به درصدهاي شن، سيلت، رس، مواد آلي و به چگالي ظاهري خاک اشاره کرد. اين خصوصيات به طور معمول در دسترس هستند به همين خاطر استفاده از روش هاي غير مستقيم اندازه گيري و تعيين خواص هيدروليکي خاک که اصطلاحاً توابع انتقالي ناميده ميشود. در اين تحقيق توابع انتقالي مختلف جهت شبيه‌سازي منحني مشخصه آبِ خاک و هدايت هيدروليکي اشباع ارزيابي و مقايسه خواهند شد.
ب) سؤالات اصلي پژوهش:
1)کدام تابع انتقالي بهترين برآورد را براي منحني مشخصه آب خاک به دست آمده از روش معکوس را دارد؟
2) کدام تابع انتقالي بهترين برآورد را براي منحني مشخصه رسم شده به روش شاني را دارد؟
3) کدام تابع انتقالي بهترين برآورد را براي هدايت هيدروليکي اشباع خاک دارد ؟

ج) فرضيات پژوهش:

1- توابع انتقالي قادر به تخمين هدايت هيدروليکي اشباع مي-باشند.
2- توابع انتقالي قادر به تخمين منحني مشخصه آبِ خاک به دست آمده از روش معکوس مي باشند.
3- توابع انتقالي قادر به تخمين منحني مشخصه آبِ خاک اندازه گيري شده با روش شأني و همکاران (1987) ميباشند.
د) ضرورت و اهداف پژوهش:

منحني مشخصه آبِ خاک و هدايت هيدروليکي از ويژگيهاي بنيادي خاک هستند که بيان کمي آنها براي مدلسازي جريان آب و انتقال املاح در خاک ضروري است. روشهاي مستقيم براي اندازهگيري اين ويژگيها بسيار پرهزينه و زمانبر ميباشد. در سالهاي اخير استفاده از روشهاي غير مستقيم برآورد اين ويژگيها گسترش يافته است. يکي از اين روشها ،توابع انتقالي خاک ميباشد. اين توابع ويژگيهايي از خاک را که اندازهگيري آن‌ها پرهزينه و زمانبر مي-باشد ( ويژگيهاي ديريافت ) با استفاده از اطلاعات پايهاي موجود خاک مانند فراواني نسبي ذرات خاک
( بافت خاک)، چگالي ظاهري، ماده آلي، تخلخل، چگالي حقيقي ذرات که اندازهگيري آنها آسان است (ويژگيهاي زوديافت) برآورد ميکنند.
اهداف اين پژوهش
1 –کسب و جمعآوري اطلاعات از طريق نمونهبرداري و اندازهگيري در مورد مشخصات فيزيکي خاک مانند منحني مشخصه، بافت خاک، چگالي ظاهري، ميزان ماده آلي، تخلخل و چگالي حقيقي براي منطقه مورد مطالعه ( شهرستان بويين زهرا ) .
2 – مقايسه توابع انتقالي با مقادير اندازهگيري شده و پيشنهاد توابع انتقالي مناسب براي شبيه‌سازي منحني مشخصه آبِ خاک براي منطقه مورد مطالعه از روي خصوصيات زود يافت خاک.
3 – بررسي معادلاتي که هدايت هيدروليکي اشباع را از روي مشخصات فيزيکي خاک ميدهد.
4- به دست آوردن منحني مشخصه آبِ خاک با استفاده از روش معکوس و مقايسه آنها با منحني مشخصه آبِ خاک به دست آمده از توابع انتقالي.
ه) پيشينه ي تحقيق:

توسعهي مدلهايي که فرآيندهاي خاک را شبيهسازي ميکنند در سال-هاي اخير به سرعت افزايش يافته است. اين مدلها براي فهم بهتر فرآيندهاي مهم خاک توسعه يافتهاند. همچنين به عنوان ابزارهايي جهت ارزيابي مشکلات محيطي و کشاورزي عمل مينمايند. نتيجتاً امروزه مدلهاي شبيه‌سازي به طور مرتب در تحقيق و مديريت به کار برده ميشوند. بنابراين اندازهگيري وجمعآوري خواص خاک يک نياز ضروري جهت تغذيه مدلهاي مديريتي محسوب ميشوند. از آن جايي که خواص خاک ميتواند از لحاظ مکاني و زماني بسيار متغير باشد اندازه گرفتن اين خواص وقتگير و پرهزينه است. در نتيجه گرانبها‌ترين و مشکل‌ترين گام به سوي مدل‌سازي محيطي، جمعآوري اطلاعات مي باشد. اصطلاح توابع انتقالي به عنوان يك ابزار ارتباط دهنده بين اطلاعات موجود و اطلاعات مورد نياز مطرح ميباشد. داده‌هاي زود يافت و قابل دسترس خاک عبارتند از: بافت خاک، چگالي ظاهري خاک، چگالي حقيقي خاک، PH و اطلاعاتي از اين قبيل. توابع انتقالي اين اطلاعات پايه و زود يافت را به اطلاعاتي که اندازه گيري آن زمانبر و هزينهبر است مرتبط ميکند. اين توابع شکاف يا فاصله خالي بين داده‌هاي قابل دسترس خاک و داده‌هايي که اندازه‌گيري آن‌ها زمانبر بوده و مدلهاي مختلف به آن‌ها نياز دارند را پر ميکنند. توابع انتقالي به عنوان توابع پيش بيني کننده خصوصيات معين خاک از روي خصوصيات زود يافت خاک عمل مي-کنند. در دهه اخير پژوهشگران مختلفي مطالعاتي بر روي توابع انتقالي داشته‌اند که در ذيل مروري بر مطالعات انجام شده توسط محققين مختلف به منظور برآورد خصوصيات هيدروليکي خاک از توابع انتقالي پرداخته خواهد شد:
راولز و براکنسيک (1985) پارامترهاي توابع منحنيهاي مشخصه آب خاک و هدايت هيدروليکي بروکزوکوري
(a1964) ( )، کمپل (1974) ( ) و ون‌گنوختن (1980) ( ) را بر اساس خصوصياتي از خاک که به آساني قابل دسترساند مانند درصد شن ، درصد رس ، و تخلخل خاک برآورد کردند.
ساکستون و همکاران (1986) نيز از خصوصيات زود يافت خاک مانند بافت خاک براي به دست آوردن روابط هدايت هيدروليکي خاک ( ) و پتانسيل آب خاک با محتواي رطوبتي خاک ( ) استفاده کردند. ايشان معادلات رياضياي به دست آوردند كه ميتوان با استفاده از آن به طور پيوسته و دقيق براي اندازه‌گيري هدايت هيدروليكي و پتانسيل آب خاك براي محدوه گسترده‌اي از بافت خاك استفاده كرد.
ماير و جارويس (1999 ) توابع انتقالي را براي برآورد پارامترهاي منحني مشخصه آبِ خاک هاتسون-كاس (1987) (شكل تعديل شدهي مدل بروکزوکوري) ارايه دادند. ايشان از بافت خاك چگالي ظاهري و محتواي كربن آلي استفاده كرده و معادلات رگرسيوني چندگانه از يك زير مجموعهاي از سري دادههاي خصوصيات فيزيكي خاك‌هاي انگليس و والز به دست آوردند.
ارزيابي و توسعهي توابع انتقالي براي خاكهاي برخي مناطق نيمه خشک افريقا (تانزانيا) توسط يانگ و همکاران (1999) مورد بررسي قرار گرفت. نتايج تحقيقات ايشان نشان داد که PTFهاي پيش بيني شده براي ايالات متحده و اروپا به طور واقعي خصوصيات هيدروليکي خاکهاي تانزانيا را پيش بيني نميکنند. برخي از اين عدم سازگاريها ممكن است در اثر خطاهاي تجربي باشد. به طوري که عموماً PTFها با استفاده از اطلاعات به دست آمده از آناليزهاي آزمايشگاهي نمونههاي خاك به دست آمدهاند. نمونه‌ها در تحقيقات اين پژوهشگران بزرگتر از نمونه برداري رايج بود.
پارامترهاي هيدرولوژيکي خاک در شبيه‌سازي يا برآورد مدلهاي کاربردي سيستم‌هاي زراعي، ديناميک آبهاي زيرزميني، فرسايش خاک، حفاظت خاک و ساير فرآيندها يا سيستمها، مورد نياز مي-باشد(آكوتيس و همكاران، 2003). براين اساس نرم افزارهايي( مانند رزتا و سويل پار ) براي برآورد خصوصيات هيدروليکي خاک-ها که اغلب به خاطر فشارها و مشکلات اجرايي و مالي نميتواند به راحتي اندازه‌گيري شوند در سالهاي اخير مورد استفاده قرار گرفته است (شاپ و همكاران، 2001) .
شبکههاي عصبي مصنوعي يکي از روشهاي هوشمند پردازش دادهها ميباشدکه به دليل روش تحليل اطلاعات مشابه با مغز انسان ، داشتن قدرت تعميم ، عدم نياز به يک مدل رياضي از پيش تعيين شده و توانايي آموزش و يادگيري ميتوانند در تخمين پارامترهاي ديريافت خاک مورد استفاده قرار گيرند (دعايي و همکاران، 1384) . پژوهشگران علوم آب از شبکه‌هاي عصبي مصنوعي در مدل‌سازي پارامترهايي مانند منحني مشخصه آب خاک و هدايت هيدروليکي اشباع و غير اشباع استفاده کردهاند. بر همين اساس شاپ و همکاران ( 2001 ) يک برنامهي کامپيوتري بنام رزتا ارايه کردهاند که بر اساس کار شبکه‌هاي عصب مصنوعي، منحني‌هاي مشخصه آب خاک و هدايت هيدروليکي غير اشباع و همچنين هدايت هيدروليکي اشباع را شبيه‌سازي ميکند. اين نرم افزار پارامترهاي معادله ون‌گنوختن و هدايت هيدروليکي اشباع را با استفاده از دادههاي محدود ( فقط بافت ) تا خيلي گسترده ( بافت ، چگالي ظاهري و يک يا دو نقطه از منحني مشخصه آب خاک) برآورد ميکند.
وستن و همکاران (2001) توابع انتقالي را براي پيش بيني خصوصيات هيدروليكي متفاوتي ارايه كرده و دقت و اعتبار توابع انتقالي را مورد بحث و بررسي قرار داده و نتيجه گرفتند که توابع انتقالي ابزار خوبي براي برآورد منحني مشخصه آب خاک با دقت مناسب ميباشد.
سوبيراج و همكاران (2001) تعداد 9 تابع انتقالي مختلف را براي برآورد هدايت هيدروليکي اشباع جهت مدل كردن جريان سيلابي ايجاد شده در يك حوضهي آبريز جنگلي استفاده كردند. دادههاي ورودي استفاده شده در اين مطالعه از دادههاي قابل دسترس خاك مانند توزيع اندازهي ذرات خاك، چگالي ظاهري و رطوبتي اشباع حجمي خاك بودند. PTFهاي رايج منتشر شده مورد آزمون براي برآورد و در نتيجه مدل كردن جريان سيلابي ايجاد شده در حوضهي آبريز نامناسب بودند. عملکرد مدل موقعي ميتوانست افزايش يابد که ازPTF هايي که تاثير ماکروپروزيته را بهتر در نظر مي گيرند استفاده گردد.
هدف اصلي مطالعهي انجام شده توسط رومانو و پالادينو (2002) مقايسهي عملكرد برخي ازPTF هاي منتشر شده در برآورد خصوصيات هيدروليكي خاك (منحني مشخصه آبِ خاک ) و بهبود بخشيدن به توانايي برآوردها توسط محاسبه برخي تغييرات سيماي طبيعي مانند شيب، جهت، شاخص رطوبتي وغيره ميباشد. اين اطلاعات مي-تواند به صورت ساده از دادههاي يك مدل رقومي ارتفاع استخراج شود. نتايج به دست آمده از مطالعات ايشان نقش متغيرهاي زميني را در ارزيابي موردي خصوصيات هيدروليكي خاك تأييد كرد.
امروزه توابع انتقالي به مباحث مهم در سطح مطالعات علوم خاک و تحقيقات زيست محيطي تبديل شدهاند. مک براتني و همکاران (2002) ،روي انواع توابع انتقالي موجود بحث کرده و تفاوت روش-ها و برخي اصول توسعه و استفاده از توابع انتقالي را مطرح کردهاند. اين محققين از مفهوم سيستمهاي استنباطي استفاده کرده و خاطر نشان کردند که توابع انتقالي به عنوان قوانين شناخته شده در سيستمهاي استنباطي به‌شمار ميروند.
اکوتيس و دونتلي (2003) نرم افزار سويل پار 2 را براي برآورد پارامترهاي خاک به کار بردند. ايشان در بررسي خود از چگالي ظاهري، توزيع اندازه ذرات خاک و دو نقطه از منحني رطوبتي خاک به عنوان دادههاي ورودي اين نرم افزار استفاده کردند .
شايان ذکر است که سويل پار يک برنامه کامپيوتري براي برآورد پارامترهاي خاک ميباشد که داراي ويژگيهاي زير ميباشد :
1 – ذخيره کردن داده در يک پايگاه اطلاعاتي زمين مرجع ،
2 – محاسبه برآوردهاي پارامترهاي هيدرولوژيکي خاک با استفاده از 15 روش ،
3 – مقايسه دادههاي اندازه گيري شده و برآورده شده با استفاده از پيش بيني کنندهي آماري و گرافيکي است.
4- ايجاد نقشه‌ها با قالب Arc View/ArcInfo ESRI ، يازده روش يك يا چند تا از مشخصههاي زير را برآورد مي كنند: رطوبت خاك در پتانسيل ماتريك متناظر، هدايت هيدروليكي اشباع و چگالي ظاهري. سه روش پارامترهاي توابع معروف منحني مشخصهي رطوبتي بروكزوكوري (a 1964) ، هاتسون-كاس (1987) و ونگنوختن (1980) را برآورد ميكنند، و يك روش پارامترهاي منحني مشخصهي رطوبتي و هدايت هيدروليكي اشباع كمپل (1974) را برآورد ميكند.
در مطالعهي انجام گرفته توسط گيوي و همکاران ( 2004 ) ، سيزده تابع انتقالي به منظور تعيين ميزان دقت پيش بيني محتواي رطوبتي خاک در حد ظرفيت مزرعه، نقطه پژمردگي دائم و ميزان آب قابل دسترس براي خاک‌هاي با بافت‌هاي ريز مناطق کوه‌هاي زاگرس ايران ارزيابي شد. در اين مطالعه از توزيع اندازه ذرات خاک، چگالي ظاهري و محتواي مواد آلي خاک در توابع انتقالي استفاده شده است. آن‌ها بهترين روش براي برآورد رطوبت ظرفيت مزرعه و نقطه پژمردگي تابع انتقالي براکنسيک (هاتسون و وگنت ،1992) معرفي کردند.
راجكاي و همكاران (2004) از چگالي ظاهري، درصد شن، درصد سيلت و محتواي مواد آلي براي برآورد PTF به منظور به دست آوردن پارامترهاي معادلهي ون‌گنوختن استفاده كردند. ايشان همچنين PTFهاي خطي، غير خطي و متغير پيوسته را مورد مقايسه قرار دادند. روش متغير پيوسته بهترين برآورد را فراهم كرده بود.
بورگسن و شاپ (2005) از شبكههاي عصبي مصنوعي براي واسنجي و اعتبار بخشيدن به توابع انتقالي نقطهاي و پارامتري استفاده كردند.
آنگارو و همکاران (2005 ) از توابع انتقالي براي برآورد منحني مشخصه آبِ خاك از خصوصيات قابل دسترس خاك مانند بافت خاك، ساختمان خاك، محتواي كربن آلي وچگالي ظاهري استفاده كردند. در اين مطالعه از سري داده‌هاي مربوط به 153 افق خاك از 59 پروفيل خاك براي واسنجي PTF هاي پارامتري استفاده شده بود.PTF هاي مطرح شده پارامترهاي منحني مشخصه آبِ خاك بروكز وكوري و محتواي رطوبت در مكشهاي ماتريك 5،10، 33 و1500كيلو پاسكال را فراهم ميكرد.
هوانگ و همکاران (2006) يک مدل سادهاي براي برآورد هدايت هيدروليکي نسبي خاكهاي غير اشباع به ‌طور مستقيم از دادههاي توزيع اندازهي ذرات لاگ نرمال ارايه دادند. اين مدل منحني مشخصهي آبِ خاک را از دادههاي توزيع اندازه ذرات لاگ نرمال برآورد ميكند. مدل مطرح شده كه هدايت هيدروليكي نسبي را فقط از داده توزيع اندازه ذرات برآورد ميكند يك پايه يا اساس فيزيكي مرتبط بين داده‌هاي توزيع اندازه ذرات و منحني مشخصه آبِ خاک و هدايت هيدروليكي نسبي فراهم ميكند. ايشان مدل مطرح شده را براي انواع مختلف خاك آزموده و به اين نتيجه رسيدند كه براي خاكهاي با توزيع اندازه ذرات لاگ نرمال قوي يا خاكهايي با كلاس بندي خوب، عملكرد مدل به طور كلي مشابه با مدل معلم كه هدايت هيدروليكي نسبي را از منحني مشخصهي آبِ خاک برآورد ميكند ميباشد. ولکزاک و همکاران (2006 ) در مطالعهي خود، چگالي ظاهري، توزيع اندازهي ذرات و تخلخل کل را براي به دست آوردن مدلهاي فيزيکي و آماريِ (توابع انتقالي ) برآورد كنندهي محتواي آبِخاك در يك پتانسيل آبِخاك مختلف به کار گرفتند. ايشان نتيجه گرفتند كه توابع انتقالي ميتواند منحني مشخصه آبِ خاك را با دقت قابل قبولي با استفاده از سه پارامتر زود يافت فيزيكي اشاره شده خاك برآورد كند.
نمس و همکاران (2006) از توابع انتقالي با بکار‌گيري توزيع اندازه ذرات و همچنين ميانگين هندسي قطر ذرات و انحراف معيار به منظور برآورد رطوبت در مکش‌هاي 33 و 1500 کيلو پاسکال استفاده کردند. آن‌ها اختلاف معني داري در برآورد رطوبت در مکش‌هاي 33 و 1500 کيلو پاسکال با به‌کارگيري توزيع اندازه ذرات نسبت به استفاده از ميانگين هندسي قطر ذرات و انحراف معيار پيدا نکردند. مرمود و ايکس يو (2006) روش‌هاي مختلف بر آورد خصوصيات هيدروليکي و اثرات آن را روي شبيه‌سازي حرکت آب در خاک مقايسه کردند. ايشان PTF هاي رالز و وريکن و ساکستون - کاسباي را مورد مقايسه و ارزيابي قرار دادند. به طور كلي منحني مشخصه آبِ خاك داده شده به وسيله PTFرالز و وريكن عملكرد بهتري داشتند در حالي كه PTFهاي آزمون شدهي ديگر نتايج ضعيفي داشتند. مردون و همكاران (2006) شبكه‌هاي عصب مصنوعي و توابع انتقالي رگرسيوني را براي پيش بيني منحني مشخصه آبِ خاک و هدايت هيدروليکي اشباع مورد مقايسه قرار دادند. در اين مطالعه از توابع انتقالي نقطهاي و پارامتري (پارامترهاي مدل ونگنوختن) براي برآورد پارامترهاي هيدروليكي خاك از خصوصيات اساسي خاك مانند توزيع اندازه ذرات خاك، چگالي ظاهري و سه اندازهي ذرات (رس، سيلت و شن) استفاده كردند. اعتبار اين توابع به وسيله روش رگرسيون چندگانه خطي و روش شبكه عصبي مصنوعي مورد سنجش قرار گرفت. نتايج نشان داد كه بين دو روش از نظر آماري تفاوت قابل ملاحظهاي وجود نداشته و روش رگرسيوني متغيرهاي نقطهاي و پارامتري، پارامترهاي هيدروليكي خاك را بهتر از روش شبكه عصبي مصنوعي برآورد ميكند. هر دو روش دقت پاييني در برآوردPTFهاي پارامتري نسبت به نقطهاي داشتند. اسلام و همکاران (2006) از سه روش رگرسيوني، شبکه عصبي (Rosetta) و برازش بهينه به اعداد اندازه گيري شده(RETC) ، براي برآورد مشخصات هيدروليکي خاک (منحني هدايت هيدروليكي غير اشباع و منحني مشخصه آبِ خاک) استفاده کرده سپس با اين مشخصات مدل هيدرولوژيکي MIKE SHE (رفسگارد و استارم ،1995) براي شبيه‌سازي رطوبت خاک در طول سه سال به کار گرفتند. نتايج نشان داد روش رگرسيوني نتايج مختلفي نسبت به دو روش Rosetta وRETC داشته و حساس به درصد بالاي شن و رس ميباشد. روش رگرسيوني هدايت هيدروليكي غير اشباع را درمقايسه با ساير روش‌ها كم برآورد ميكند. همچنين روش رگرسيوني مقدار هدايت هيدروليکي اشباع رادر مقايسه با روشهاي شبكه عصبي(Rosetta) و برازش بهينه به اعداد اندازهگيري شده (RETC) خيلي كمتر برآورد ميكند. اگر خاك محتوي درصد بالايي از رس و درصد پاييني از شن باشد، روش رگرسيوني بطور قابل ملاحظهاي هدايت هيدروليکي اشباع وn ون‌گنوختن را كمتر بر آورد ميكند.
مانيام و همکاران (2007) توانايي سه تابع کمپل، ونگنوختن و واکلين (1983) را براي به ‌دست آوردن منحني مشخصه آب خاک و هدايت هيدروليکي غير اشباع خاکهاي شني منطقه نيجر آزمودند نتايج نشان داد كه مدل كمپل گزينهي ارزان نسبت به اندازه‌گيري مستقيم منحني مشخصه بوده و تابع ون‌گنوختن ميتواند براي برآورد هدايت هيدروليكي خاكهاي سبك بافت با دقت متوسط به‌كار رود.
لي و همكاران (2007) خصوصيات هيدروليكي غير اشباع (منحني مشخصه آب خاک و هدايت هيدروليكي) خاك‌هاي شهرستان فنجيو شمال دشت چين را با استفاده از توابع انتقالي برآوردكردند. در مطالعه انجام شده به‌وسيله اين محققان، بافت خاك، چگالي ظاهري و مواد آلي نمونههاي خاك اندازه‌گيري شد سپس در برآورد خصوصيات هيدروليکي غير اشباع استفاده گرديد. همچنين مدل ون‌گنوختن براي توصيف منحني مشخصه آبِ خاک و كمي كردن خصوصيات هيدروليكي خاك مورد استفاده قرار گرفت. در اين مطالعه اعتبار توابع انتقالي مورد بحث قرار گرفته وPTF هاي منطقهاي به ‌دست آمده از اين مطالعه با چندين PTF موجود براي پيشگويي پارامتر‌هاي هيدروليكي مقايسه گرديد. PTFهاي به ‌دست آمده از اين مطالعه در پيشگويي خصوصيات هيدروليكي خاك در مقايسه با سه PTFموجود وركين و همكاران (1990-1989) ، رزتا (شاپ وهمكاران 2001) و هايپرس (وستن و همكاران 1999) بهتر پيشگويي كرده بود. اين امر محدوديت PTFهاي توسعه يافته را براي به ‌كار بردن آن از يك منطقهاي به منطقهي ديگر را نشان مي دهد.
خصوصيات مشخصه آبِ خاك متناسب با تغيير خصوصيات خاك‌ها تغييرميكند. درك اين خصوصيات همواره بحث انگيز و جدال آميز بوده است. توابع انتقالي زيادي براي پيشگويي خصوصيات خاكها توسعه يافته اند اما اعتبار اين توابع كمتر مورد بحث قرار گرفته است. الماجو و همكاران (2007) PTF هاي بافتي و بافتي- ساختماني را با PTF هاي پيچيده و سطح بالا براي خاک‌هاي يکسان به‌ کار گرفته و عملکرد آن‌ها را مقايسه نمودند. آنها نشان دادند که توابع بافتي – ساختماني ابزار ساده براي استفاده بوده و توانايي خوبي براي تخمين منحني مشخصه آبِ خاک مخصوصاً براي مواقعي که فقط بافت خاک در دسترس است را دارند.
بيكر و اليسون (2008) روشي توصيف كردهاند كه در آن براي مدل كردن توابع انتقالي، تعدادي از شبكههاي عصب مصنوعي (ANNs) با هم تركيب ميشوند (روش مجموع) تاPTF هاي خيلي دقيقي را در مقايسه با PTFهاي ايجاد شده با روشهاي ساده يANNايجاد كنند.
سالازر و همکاران (2008) جريان زهکشي را با استفاده از هدايت هيدرليکي اشباع برآورد شده از توابع انتقالي ارزيابي کردهاند. ايشان از مدل توابع انتقالي رزتا براي برآورد هدايت هيدروليکي اشباع استفاده کردند . در اين مدل از دادههاي بافت خاک ، چگالي ظاهري و يا يک يا دو نقطه از منحني مشخصه آبِ خاك استفاده شد. نتايج تحقيقات ايشان نشان داد که مقادير شبيه‌سازي جريان زهکشي با استفاده از هدايت هيدروليکي اشباع برآورده شده با استفاده از نرم افزار رزتا، با مقادير شبيه‌سازي جريان زهکشي با استفاده از هدايت هيدروليکي اشباع اندازه گيري شده در آزمايشگاه در خاک‌هاي بافتهاي درشت مشابه ميباشد.
هدايت هيدروليکي اشباع خاک و منحني مشخصه آب خاک براي مشخص کردن عکس العملهاي هيدرولوژيکي حوضهها مورد نياز ميباشند . سانترا و سانکارداس (2008) در مطالعات خود از خاکهاي جمع آوري شده که در يک حوضه در قسمت غربي چيليکالک ، اُريساي هند قرار گرفته براي تکامل توابع انتقالي (به منظور برآورد پارامترهاي منحني مشخصهي آب خاک ونگنوختن) استفاده نمودند. بافت خاک، محتواي کربن آلي، PH و ارتفاع بعنوان دادههاي متغير براي اين توابع انتقالي مورد استفاده قرار گرفتند.
بالاند و همکاران (2008) معادلاتي براي برآورد خصوصيات هيدروليکي خاک مانند چگالي ظاهري، رطوبت ظرفيت زراعي، رطوبت نقطه پژمردگي دايم و هدايت هيدروليکي اشباع از روي درصد ذرات خاک( شن ، سيلت) و مواد آلي خاک براي يک محدوده گسترده اي از شرايط طبيعي خاک ارائه دادند. مقادير R2 (ضريب تعبين) براي لگاريتم هدايت هيدروليکي اشباع، رطوبت نقطه پژمردگي دايم ، رطوبت ظرفيت زراعي و چگالي ظاهري به ترتيب 79/0، 65/0، 96/0و 83/0 به‌دست آمده بود.
در ايران نيز مطالعاتي در زمينه توابع انتقالي انجام گرفته است که اجمالاً در زير ذکر مي شود:
اميدي و قهرمان (1387) ، هدايت هيدروليکي اشباع را با استفاده از شش مدل از توابع انتقالي تخمين زده و با هم مقايسه کردند. براي اين منظور از دادههاي مربوط به چگالي ظاهري ، توزيع اندازه ذرات و بافت خاک براي تخمين پارامترهاي مربوط به معادلههاي هدايت هيدروليکي و منحني مشخصه آب خاک استفاده کردند. همايي و قرباني دشتکي (1382) در پژوهش خود از ميانگين هندسي قطر ذرات و انحراف معيار هندسي قطر ذرات به عنوان شاخص‌هاي کمي بيان کننده اندازه تخلخل در ايجاد توابع انتقالي استفاده نمودند. ضيايي و سپاسخواه (1382 ) از مدلهاي توابع انتقالي براي پيش بيني رابطهي رطوبت، هدايت هيدروليکي و مکش آب خاک استفاده نمودند. ايشان در اين مدلها از مقدار سيلت خاک براي به‌دست آوردن پارامترهاي معادله منحني مشخصه آب خاک ون‌گنوختن استفاده کردند. طبق آزمونهاي انجام شده ، مدلهاي بدست آمده براي تخمين پارامترهاي معادلهي منحني مشخصه آب خاک ون‌گنوختن ( ? , m ) از روي مقدار سيلت به خوبي عمل ميکند . در مناطق خشک و نيمه خشک گچ از اجزا مهم تشکيل دهنده ي خاک مي باشد که به عنوان بخشي از جزء جامد بر ويژگيهاي فيزيکي خاک موثر است .فرخيان فيروزي و همايي (1382 ) در پژوهشي از اشتقاق توابع انتقالي خاکهاي گچي به منظور برآورد پارامترهاي مدل منحني رطوبتي ون‌گنوختن و مدل هدايت هيدروليکي معلم _ ون‌گنوختن ، از ويژگيهاي زوديافت خاک شامل توزيع اندازه ذرات خاک ، چگالي ظاهري ، درصد گچ ، ميانگين هندسي و انحراف معيار هندسي قطر ذرات استفاده کردند، فرخيان فيروزي و همايي (1382 ) از اشتقاق توابع انتقالي خاك‌هاي گچي به منظور برآورد نگهداشت رطوبت در پتانسيل‌هاي ماتريك صفر، 10-، 33-، 100-، 300-، 500- و1500- كيلوپاسكال از ويژگي‌هاي زود يافت خاك استفاده كردند. رضايي (1383) در مطالعه خود از معادلات رياضي و تجربي براي شبيه‌سازي يا برآورد منحني مشخصه آب خاک استفاده کرد. وي منحني مشخصه آب خاک اندازه گيري شده را با منحني مشخصه شبيه‌سازي شده به وسيله مدلهاي آريا و پاريس ، آريا و همکاران مقايسه نمود. براي مدلهاي شبيه‌ساز، دادههاي منحني توزيع اندازهي ذرات خاک و عامل مقياس استفاده شده بود.
ز) مواد و روش پژوهش:

منطقه مورد مطالعه در اراضي کشاورزي شهرستان بويين زهرا يکي از شهرستانهاي استان قزوين، واقع شده است. در اين مطالعه از خاک‌هاي اراضي کشاورزي شهرستان بويين زهرا بصورت تصادفي نمونه برداري خواهد شد. در نمونه خاک دست خورده مشخصات خاک از قبيل بافت خاک (روش هيدرومتري) ، جرم مخصوص حقيقي (روش پيکنومتر) و مواد آلي روش والکلي و بلک (نلسون و سومرس ، 1982) در آزمايشگاه اندازهگيري خواهد شد. نفوذ آب در خاک اندازه‌گيري و سپس به روش معکوس ضرايب منحني مشخصه با استفاده از نرم افزار HYDRUS به‌ دست خواهد آمد. منحني مشخصه آب خاک و هدايت هيدروليکي غير اشباع و همچنين هدايت هيدروليکي اشباع (ks) با روش شأني(1987) نيز اندازهگيري خواهد شد.
روش شأني يک روش سريع، قابل اعتماد و عملي در سطح مزرعه براي برآورد توابع منحني مشخصه آب خاک و هدايت هيدروليکي غير اشباع ميباشد. اين روش به روش قطره چکاني يا drippers نيز معروف است. دراين روش آب با سرعت ثابتي روي سطح خاک (کاملاً خشک) برخورد ميکند و در نتيجه يک ناحيه اشباع در سطح خاک به‌وجود ميآيد. شعاع ناحيه اشباع با زمان افزايش مييابد اما بعد از مدت زمان کوتاهي به يک مقدارثابتي ميرسد. ناحيه ديگري نيز از مرز ناحيه اشباع تا جبهه پيشروي رطوبت به‌وجود ميآيد. شعاع اين ناحيه نيز بعد از مدتي به حالت ماندگارميرسد. روابط منحني مشخصه آب خاک و هدايت هيدروليکي غير اشباع ميتواند با استفاده از اندازه‌گيريهاي شعاع ناحيه اشباع و شعاع ناحيه خيس شده به‌ عنوان تابعي از مقدار دبي قطره چکان درزمانهاي مختلف و در چندين دبي متفاوت به‌ دست آيد. از رابطهي وودينگ (1968) براي تعيين Kh به‌ صورت ذيل استفاده خواهد شد.

عزيزان براي شما پيشنهاد داده مي شود تا اين پايان نامه را از وبسايت يکتا فايل دانلود فرماييد