بررسی اثر تغییر کاربری اراضی بر پدیده نفوذ آب و خصوصیات خاک

تغییر کاربری اراضی، بر نفوذ و خصوصیات فیزیکی و هیدرولیکی خاک اثر می¬گذارد. این پژوهش با هدف نقش تغییر کاربری اراضی مرتعی بر پدیده نفوذ و برخی از خصوصیات فیزیکی و هیدرولیکی خاک و نیز انتخاب مدلی مناسب جهت تخمین صحیح نفوذ در هر کاربری صورت گرفت. در این پژوهش، اندازه¬گیری نفوذ در سه کاربری مرتع، کشاورزی و باغ با استفاده از دستگاه نفوذسنج دیسک مکشی در 5 مکش (0، 3، 6، 10 و 18 سانتیمتر آب) و با سه تکرار در هر کاربری انجام شد. کاربری¬های کشاورزی و باغ از تغییر کاربری مرتع به وجود آمده¬اند. کاربری مرتع دارای پوشش گیاهی ضعیف و کاربری کشاورزی زراعت دیم می¬باشد. از هر کاربری سه نمونه خاک دست خورده و دست نخورده از نقاط مختلف برداشته شد و برخی از خصوصیات خاک در هر کاربری اندازه¬گیری شد. در این پژوهش از نرم افزار hydrus-2d جهت شبیه¬سازی منحنی¬های مشخصه آب خاک، هدایت هیدرولیکی و نفوذ تجمعی استفاده شد. نتایج نشان داد که با تغییر کاربری از مرتع به کشاورزی و باغ میزان شن کاهش، میزان سیلت و رس افزایش، همچنین مقادیر تخلخل کل و ماده آلی افزایش یافته است. همچنین نتایج مستخرج از آزمون دانکن جهت مقایسه دو به دو کاربری¬ها نشان داد تغییر کاربری از مرتع به باغ و کشاورزی اثر معنی¬داری بر مقادیر جرم مخصوص ظاهری خاک، تخلخل، ماده آلی و درصد رس در سطح احتمال 95 درصد داشته، در حالی که اختلاف بین مقادیر درصد شن، سیلت و جرم مخصوص حقیقی معنی¬دار نبود. در این پژوهش مدل¬های نفوذ کوستیاکوف، کوستیاکوف- لوئیس، هورتون، فیلیپ، گرین- آمپت و سازمان حفاظت خاک امریکا (scs) با استفاده از پارامترهای آماری خطای نسبی (re) و میانگین مجذور مربعات خطا (rmse) مورد ارزیابی قرار گرفتند. با تغییر کاربری از مرتع به کشاورزی یا باغ سرعت نفوذ و نفوذ تجمعی افزایش می¬یابد. همچنین مقایسه بین مدل¬ها نشان داد که در کاربری¬های مرتع و کشاورزی مدل¬های کوستیاکوف و فیلیپ در برآورد نفوذ تجمعی و سرعت نفوذ آب در خاک از دقت بالایی برخوردار می¬باشند و در کاربری باغ مدل¬های هورتون و کوستیاکوف بالاترین دقت را دارند. از طرفی نرم افزار hydrus-2d از توانایی بالایی در برآورد مقادیر نفوذ تجمعی در همه کاربری¬ها و مکش¬ها نسبت به مدل¬های نفوذ برخوردار بوده است. مقادیر خطای نسبی در همه مکش¬ها و در هر سه کاربری کمتر از 09/2 درصد بدست آمده است که نشان دهنده دقت بالای روش حل معکوس در تخمین مقادیر نفوذ تجمعی می¬باشد. در این تحقیق چهار نوع مدل منحنی¬ مشخصه آب خاک شامل: روش حل معکوس و مدل¬های ون¬گنوختن ، کمپل و بروکز وکوری و دو نوع مدل منحنی هدایت هیدرولیکی غیراشباع با استفاده از روش حل معکوس و مدل معلم- ون¬گنوختن در هر کاربری شبیه¬سازی گردید. پارامترهای مدل ون¬گنوختن با استفاده از کد رزتا بر اساس شبکه عصبی مصنوعی و پارامترهای مدل¬های کمپل و بروکز و کوری با استفاده از کد سویل¬پار بر اساس توابع انتقالی به ترتیب کمپل و راولز و براکنسیک تخمین زده شد. در آزمایشگاه منحنی مشخصه آب خاک با استفاده از دستگاه ستون آب آویزان ودستگاه صفحات فشاری استخراج گردید. منحنی هدایت هیدرولیکی نیز با استفاده از دستگاه نفوذسنج دیسک مکشی در 5 مکش به روش حالت ماندگار و غیرماندگار اندازه¬گیری شد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد روش حل معکوس از آنجا که بر مبنای داده¬های اندازه¬گیری شده مزرعه عمل می¬کند دقت بالایی در تخمین خصوصیات هیدرولیکی خاک در همه کاربری¬ها داشته است.