ارزیابی پایداری خاکدانه‌ها با استفاده از مدل‌های فرکتالی و روش‌های کلاسیک1

ساختمان خاک، شاخصی مهم برای مدیریت بهینه منابع خاک و آب می باشد. زیرا به گونه ای مستقیم، بر بسیاری از ویژگی های فیزیکی خاک همچون مقدار آب، هدایت آبی، گرما، تهویه ، جرم ویژه ظاهری و تخلخل خاک اثر می گذارد. لیکن به دلیل پیچیدگی ساختمان خاک، توصیف کمّی آن دشوار می باشد. یکی از روش های نوین برای توضیح کمّی ساختمان خاک، استفاده از مفهوم هندسه فرکتالی است. در این روش، با تعیین بُعد فرکتالی خاکدانه ها می توان وضعیت پایداری آنها را در مقیاس های مختلف به صورت کمّی بررسی کرد. هدف از این پژوهش، کمّی سازی ساختمان خاک با استفاده از شاخص های کلاسیک و مقایسه آن با بُعد فرکتالی به دست آمده برای خاکدانه های خاک در یک پهنه گسترده بود. بدین‌منظور، تعداد 41 نمونه خاک دست نخورده از یک منطقه زراعی برداشت و فراوانی نسبی اندازه خاکدانه ها، جرم ویژه ظاهری و فراوانی نسبی اندازه ذرات خاک اندازه گیری شد. سپس میانگین وزنی و میانگین هندسی اندازه خاکدانه ها در دو حالت تر و خشک با استفاده از روش سری الک-ها اندازه گیری شد. آنگاه برای همان نمونه ها، بُعدهای فرکتالی mandelbrot، tyler-wheatcraftو rieu-sposito برای هر دو حالت خشک و تر تعیین شد. نتایج نشان داد که بُعدهای فرکتالی مدل تعداد – اندازه مندل برات در سری الک خشک و مدل تعداد – اندازه ریو - اسپوزیتو در سری الک تر با دو شاخص تجربی قطر خاکدانه ها بیشترین همبستگی را دارند.