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

روابط آب و خاک به قدری پیچیده هستند که پیشرفتهترین مدلهای ریاضی نیز به سختی قادر به شبیهسازی دقیق آنها میباشند. منحنی رطوبتی و هدایتهیدرولیکی غیراشباع، از جمله عوامل مهم در بررسی حرکت آب در خاک هستند. بهعلت تغییرپذیری بالا و پیچیدگی خاک، بدست آوردن ویژگیهای هیدرولیکی خاکبهطور مستقیم دشوار، وقتگیر و هزینهبر بوده و بنابراین لازم است با استفاده از روشهای غیرمستقیم تخمین زده شوند. هدف از این پژوهش، تعیین بعد فرکتالیمنحنی رطوبتی خاک با استفاده از مدلهای فرکتالی و بررسی رابطه بین بعد فرکتالی منحنی رطوبتی با پارامترهای هیدرولیکی، درصد رس، سیلت و شن خاک در یکپهنه گسترده بود. بدین منظور، ۴۰ نمونه خاک با بافتهای مختلف از چهار منطقه کرج، قزوین، ایوانکی و کرمانشاه گردآوری و توزیع اندازه ذرات، جرم ویژه ظاهری،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 ازمدلهای فرکتالی میتوان پارامترهای آن را بهصورتی کمی بیان کرد. همچنین نتایج نشان داد که هر چه مقدار شن در خاک افزایش یابد، بعد فرکتالی کاهش مییابد،لیکن درصد رس با بعد فرکتالی مدل Tyler-Wheatcraft رابطهای مستقیم و خطی دارد. نتایج همچنین نشان داد که با افزایش مقدار رس در خاکهای مورد مطالعه،مقدار بعد فرکتالی مدل Tyler-Wheatcraft ( Dm ( افزایش و با افزایش مقدار شن، بعد فرکتالی مدل Tyler-Wheatcraft ( Dm ( کاهش مییابد.

Keywords:

بافت خاک , بعد فرکتالی , منحنی نگهداشت , هندسه فرکتالی , ویژگیهای هیدرولیکی خاک