ارزیابی کارآیی مدل های فرکتالی در برآورد پارامترهای هیدرولیکی خاک و رابطه بین بُعد فرکتالی منحنی رطوبتی با این پارامترها

Abstract

روابط آب و خاک به قدری پیچیده هستند که پیشرفتهترین مدلهای ریاضی نیز به سختی قادر به شبیهسازی دقیق آنها میباشند. منحنی رطوبتی و هدایت<br />هیدرولیکی غیراشباع، از جمله عوامل مهم در بررسی حرکت آب در خاک هستند. بهعلت تغییرپذیری بالا و پیچیدگی خاک، بدست آوردن ویژگیهای هیدرولیکی خاک<br />بهطور مستقیم دشوار، وقتگیر و هزینهبر بوده و بنابراین لازم است با استفاده از روشهای غیرمستقیم تخمین زده شوند. هدف از این پژوهش، تعیین بُعد فرکتالی<br />منحنی رطوبتی خاک با استفاده از مدلهای فرکتالی و بررسی رابطه بین بُعد فرکتالی منحنی رطوبتی با پارامترهای هیدرولیکی، درصد رس، سیلت و شن خاک در یک<br />پهنه گسترده بود. بدین منظور، 40 نمونه خاک با بافتهای مختلف از چهار منطقه کرج، قزوین، ایوانکی و کرمانشاه گردآوری و توزیع اندازه ذرات، جرم ویژه ظاهری،<br />کربن آلی، شوری، pH و رطوبت آن ها در مکشهای مختلف اندازهگیری گردید. سپس پارامترهای مدل نگهداشت van Genuchten و مدلهای فرکتالی Tyler-Wheatcraft و Rieu-Sposito برای توزیع اندازه ذرات خاک محاسبه شد. نتایج نشان داد که مدل نگهداشت van Genuchten رفتاری فرکتالی داشته و با استفاده از<br />مدلهای فرکتالی میتوان پارامترهای آن را بهصورتی کمّی بیان کرد. همچنین نتایج نشان داد که هر چه مقدار شن در خاک افزایش یابد، بُعد فرکتالی کاهش مییابد،<br />لیکن درصد رس با بُعد فرکتالی مدل Tyler-Wheatcraft رابطهای مستقیم و خطی دارد. نتایج همچنین نشان داد که با افزایش مقدار رس در خاکهای مورد مطالعه،<br />مقدار بُعد فرکتالی مدل Tyler-Wheatcraft ( Dm ( افزایش و با افزایش مقدار شن، بُعد فرکتالی مدل Tyler-Wheatcraft ( Dm ( کاهش مییابد.