شبیه سازی پارامترهای هیدرولیکی خاک و انتقال فلزات سنگین در یک خاک دو لایه با استفاده از نرم افزار hydrus

ایران در منطقه خشک و نیمه خشک جهان واقع شده و منابع آب در آن با محدودیت جدی روبرو می باشد. و جود چنین شرایطی باعث شده است که تمایل به استفاده از منابع آب با کیفیت نامطلوب در بخش کشاورزی افزایش یابد. یکی از منابع آبی که می تواند به طور اقتصادی و موثر بدین منظور مورد استفاده قرار گیرد، فاضلاب-های شهری و صنعتی هستند. در این پژوهش به منظور شبیه سازی حرکت و تمرکز فلزات سنگین در خاک، بر اساس داده های لایسیمتری موجود در کشت سیب زمینی (رقم مارفونا) استفاده شد. در این خصوص یک طرح آماری کاملاً تصادفی با سه تکرار و پنج تیمار آبیاری که شامل: فاضلاب خام، فاضلاب تصفیه شده، ترکیب 50 درصد فاضلاب خام با آب معمولی، ترکیب 50 درصد فاضلاب تصفیه شده با آب معمولی و آب معمولی می باشند، بکار گرفته شد. این داده ها مربوط به یک خاک دو لایه بوده است که تحت آبیاری با دوره یازده روزه قرارداشته، و در زمان های شروع، خاتمه کشت و پس از هر آبیاری در طی فصل رشد تهیه شده بودند. در تحقیق حاضر شبیه-سازی معکوس پارامترهای هیدرولیکی خاک، تمرکز فلزات سنگین در آب زهکشی، الگوی توزیع غلظت در خاک، بیلان رطوبت در خاک و بیلان غلظت املاح در خاک برای برخی از فلزات سنگین نظیر آهن، سرب، روی، مس، نیکل، کادمیوم و منگنز با استفاده از مدل hydrus-1d مورد بررسی قرار گرفت. نتایج کالیبراسیون غلظت املاح در زه آب خروجی نشان داد که این مدل قادر است برآورد خوبی از غلظت املاح در زه آب خروجی داشته باشد، بطوری-که مدل، بهترین (r2=0.99) و ضعیف ترین( r2=0.87) پیش بینی را به ترتیب برای تیمارهای ترکیب 50 درصد فاضلاب خام با آب معمولی، و ترکیب 50 درصد فاضلاب تصفیه شده با آب معمولی ، در خصوص شبیه سازی عنصر مس انجام داد. نتایج الگوی توزیع فلزات در پروفیل خاک، نشان داد بشترین جذب در لایه اول رخ می دهد. همچنین الگوی توزیع غلظت بعد از هر آبیاری، نشان داد کمترین مقادیر جذب فلزات در آبیاری های ابتدای فصل رشد و بیشترین جذب در انتهای فصل اتفاق می افتد و غلظت املاح در خاک بعد از هر آبیاری افزایش می یابد. نتایج بیلان رطوبت بیانگر آن است که مقادیر شبیه سازی شده برای تیمارهای مختلف کمتر از مقادیر اندازه گیری شده بود. بر اساس نتایج بیلان غلظت فلزات در خاک، مقادیر شبیه سازی شده (به جز یک مورد از تیمارهای کادمیوم) کمتر از مقادیر اندازه گیری شده بودند.