Skip to main content
SUPERVISOR
کریم عباسپور (استاد راهنما) محمدعلی حاج عباسی جورتانی (استاد مشاور) مجید افیونی مبارکه (استاد راهنما) غلامعباس صیاد (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mohsen Zare Banadkouki
محسن زارع بنادکوکی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385

TITLE

Effect of Temporal Variability in Soil Hydraulic Properties on Water and Solute Transport Modeling
Accurate prediction of water flow and solute traort in soils requires the use of conceptual and mathematical models using accurate description of soil hydraulic properties. Uncertainty is a serious problem in modeling and should be addressed in a comprehensive manner using all available information. Temporal variability in soil hydraulic prosperities is main reason of uncertainty in hydrological models. Traditional modeling approaches do not include temporal variability in soil hydraulic parameters. The objectives of this research are (i) to quantify temporal variability of soil hydraulic properties resulting from sewage sludge amendment, (ii) to determine the effects of temporal variability in soil hydraulic properties on chloride (Cl) and copper (Cu) traort in a calcareous soil, and (iii) to investigate the applicability of inverse estimation of hydraulic parameters to reduce uncertainty. Topsoil physical properties including bulk density, saturated hydraulic conductivity, water-stable aggregates and water retentions at -33 and -1500 kPa were measured at 23, 85, 148, 221, 330, 530 days after application of sewage sludge at 0, 25, 50 and 100 Mg ha-1. Chloride and DTPA extractable Cu concentrations were measured three different times (350, 1700 and 2450 day after of sludge application) at 20-cm intervals to a depth of 100-cm. HYDRUS-1D program was employed to model the effect of temporal variability of soil hydraulic properties on water and solute traort. Two scenarios were tested. First, the direct modeling was used to simulate traort of Cl and Cu in soil profile using the measured temporally different soil hydraulic properties. In the second scenario, inverse modeling was applied using the measured hydraulic properties as initial estimates. Temporal variability in soil physical properties were observed in different sampling dates in the control and sludge treated plots. Unsaturated hydraulic conductivity is key parameters in flow traort modeling in soil. The Ks had the highest temporal variability. The RETC software was used for estimation of unsaturated hydraulic conductivity in different sampling dates based on soil physical properties and van Geunchten (1980) and Mualem (1976) equations. Unsaturated hydraulic conductivity also showed a temporal variability. Chloride and Cu concentrations were simulated using soil hydraulic properties that were estimated for different sampling dates in deferent scenarios. The Cl traort was predicted in control plots and the 50 Mg ha-1 sludge treatment only. The model was simulated in seven scenarios using of six different measuring input parameters and mean of measuring parameters. Comparison of Cl concentration results between six different simulations with input parameters measured in six sampling period showed that model predictions is deferent.
مشکل آلودگی خاک به عنوان یکی از مسائل مهم در چند دهه اخیر در رأس مطالعات زیست محیطی قرار گرفته است و پژوهش های زیادی را متوجه خود ساخته است. مدل ها ابزارهایی مفید برای انجام آنالیز سناریوهای زمانی و مکانی می باشند که در عرصه مدیریت و ارزیابی احتمال خطر پا به عرصه ظهور گذارده و به طور گسترده ای کاربرد دارند. عدم قطعیت در نتایج مدل ها مشکل جدی در توسعه و گسترش آنها در جنبه های مدیریتی محسوب می شود. خصوصیات خاک به طور پیوسته در زمان و مکان در حال تغییر است. این مطالعه به منظور بررسی تأثیر تغییر پذیری زمانی خصوصیات فیزیکی و هیدرولیکی بر مدل سازی حرکت کلراید و مس با استفاده از مدل Hydrus-1D صورت گرفت. این مطالعه با استفاده از داده های جمع آوری شده از طرح انجام شده در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه صنعتی اصفهان واقع در لورک صورت گرفت. در سال 1378 تأثیر سطوح مختلف لجن فاضلاب بر خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک مورد مطالعه قرار گرفته بود. برخی از خصوصیات فیزیکی خاک در 6 دوره نمونه برداری مختلف به ترتیب 28، 85، 148، 220، 440 و 530 روز پس از افزودن تیمار لجن فاضلاب در لایه سطحی (cm 30-0) خاک تعیین گردیده بود. غلظت کلراید و مس در سه دوره زمانی مختلف به ترتیب 350، 1700 و 2450 روز پس از اعمال تیمار لجن فاضلاب در 5 عمق مختلف خاک با فواصل cm 20 تعیین گردید. خصوصیات هیدرولیکی خاک بر اساس خصوصیات فیزیکی اندازه گیری شده در زمان های مختلف نمونه برداری با استفاده از نرم افزار Rosetta بر مبنای معادله وانگنختن (1980) برازش یافت. تأثیر تغییر پذیری خصوصیات هیدرولیکی خاک بر مدل سازی حرکت کلراید و مس در هفت سناریوی مختلف بر اساس خصوصیات هیدرولیکی اندازه گیری شده در به ترتیب 28، 85، 148، 220، 440 و 530 روز پس از اعمال تیمار در سناریوی 1 تا 6 و سناریوی هفتم میانگین مقادیر اندازه گیری شده مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل Hydrus در پیش بینی حرکت کلراید نسبت به پارامتر های هیدرولیکی ازحساسیت بالایی برخوردار است و تغییر پذیری خصوصیات هیدرولیکی خاک به شدت غلظت کلراید پیش بینی شده توسط مدل را تحت تأثیر قرار می دهد.واسنجی با دیدگاه معمول قادر به از بین بردن تأثیر تغییر پذیری خصوصیات در غلظت کلراید پیش بینی شده نمی باشد. واسنجی پارامتر های ورودی مدل با در نظر گرفتن تغییر پذیری زمانی خصوصیات هیدرولیکی خاک، تأثیر این تغییرات بر غلظت کلراید پیش بینی شده را تا حد زیادی کاهش می دهد. مدل Hydrus در پیش بینی حرکت مس در خاک بیشترین حساسیت را نسبت به پارامتر های جذب نشان داد. نتایج نشان داد که تغییر پذیری زمانی خصوصیات هیدرولیکی خاک بر مدل سازی حرکت مس در خاک تأثیر چندانی ندارد. در ادامه مطالعه ضرایب ایزوترم و سینتیک جذب مس در کرت هایی که با سطوح مختلف لجن فاضلاب در تعداد دفعات متفاوت تیمار شده بوده اند نشان دادکه این خصوصیات طی زمان در حال تغییر هستند و مقادیر آنها تحت تأثیر ماده آلی خاک تغییر می کند. واژه های کلیدی: خصوصیات هیدرولیکی خاک، تغییر پذیری زمانی، واسنجی مدل، آنالیز حساسیت مدل، سینتیک جذب

ارتقاء امنیت وب با وف بومی