کاربرد پارامترهای فراکتالی توزیع اندازه ذرات و خاکدانه‌های ریز در برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع خاک‌های استان گیلان

Abstract

هدایت هیدرولیکی اشباع خاک(Ks) یکی از مهمترین پارامترهای فیزیکی خاک بوده که اندازه‌گیری مستقیم آن به علت تغییرات مکانی و زمانی بسیار دشوار، هزینه­بر و زمان­بر است. از این رو از توابع انتقالی برای برآورد Ks بهره‌گیری می­شود. یافتن متغیرهایی که موجب بهبود برآوردKs شوند دارای اهمیت زیادی است. هدف از این پژوهش بررسی بهبود برآورد Ks با وارد کردن پارامترهای فراکتالی توزیع اندازه ذرات و خاکدانه­های ریز در توابع انتقالی در گام‌های مختلف بود. در هر گام یک تابع انتقالی با ورودی‌های متفاوت و مجموعاً 6 تابع ایجاد شد. برای انجام این پژوهش تعداد 260 نمونه خاک از اراضی استان گیلان جمع­آوری شد. توزیع اندازه ذرات (2-0 میلی­متر) و خاکدانه­های ریز (2-0 میلی­متر) اندازه‌گیری شده و مدل­ فراکتالی بیرد و پریر (2003) بر این توزیع‌ها برازش شد و پارامترهای مدل به‌دست آمد. تجزیه و تحلیل داده­ها نشان داد که از دیدگاه آماری بین Ks و پارامترهای فراکتالی توزیع اندازه ذرات همبستگی معنی­دار (01/0>P) وجود داشت. با وارد کردن پارامترهای فراکتالی ذرات و خاکدانه‌های ریز در توابع انتقالی به ترتیب در گام­های دوم و سوم برای برآورد Ks، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)به‌طور معنی­دار کاهش یافت. همچنین در گام چهارم افزایش میانگین هندسی قطر خاکدانه­ها اثر معنی­دار بر برآورد Ks نشان داد. ولی در گام پنجم افزایش میانگین و انحراف استاندارد هندسی قطر ذرات اثر معنی­دار بر برآورد Ks نداشت. در گام ششم با افزایش همزمان پارامترهای فراکتالی توزیع اندازه ذرات و خاکدانه‌های ریز نسبت به گام­های پیشین RMSE کاهش بسیاری نشان داد و بیشترین اثر را در برآورد Ks داشتند. روی هم رفته پارامترهای فراکتالی می‌توانند به‌عنوان متغیر‌های ورودی مناسب در توابع انتقالی بهره­گیری شده و باعث بهبود برآورد Ks شوند.