شناسایی مکان های مستعد برای سیلاب با الگوهای خود همبستگی فضایی سرعت نفوذ آب در خاک

ویژگی‌‌های خاک در مقیاس بزرگ بر فرآیند میزان نفوذ آب به خاک اثر می‌‌گذارد و می‌‌تواند منجر به افزایش روان‌‌آب در اراضی کشاورزی شود. مدیریت پایدار اراضی برای کنترل روان‌‌آب نیاز به اطلاعات قابل اطمینان در مورد توزیع فضایی میزان نفوذ آب به خاک دارد. روش سنتی آنالیز خاک دشوار و وقت‌‌گیر و پرهزینه است. بنابراین تجزیه و تحلیل فضایی سرعت نفوذ برای تعیین مناطق حساس برای روان‌‌آب سطحی ضروری است. هدف اولیه از این مطالعه ارائه روش‌‌های جایگزین در تعیین میزان نفوذ آب به خاک در مناطق حساس به روان آب (لکه داغ) با استفاده از آنالیز خودهمبستگی فضایی است. این مطالعه در منطقه خدافرین استان آذربایجان شرقی انجام شد. از نظر جغرافیایی منطقه مابین 675500 تا 692500 مختصات طولی و 4332500 تا 4349000 مختصات عرضی واقع شده است. به‌‌منظور دستیابی به اهداف تحقیق 88 نقطه نمونه‌‌برداری با کمک سیستم اطلاعات جغرافیایی و مدنظر قرار دادن یکنواختی و نوع کاربری اراضی انتخاب شد. داده‌‌های نفوذپذیری نهایی با استوانه‌‌های مضاعف در ٣ تکرار اندازه‌‌گیری شد. یک نمونه خاک از هر نقطه برداشته و جهت انجام آزمایش‌‌های فیزیکی و شیمیایی به آزمایشگاه منتقل شد. برای پوشش‌‌دادن کل اراضی از میان‌‌یابی با روش کریجینگ معمولی استفاده شد، نهایتا لایه ایجاد شده برای اعمال روش تحلیل لکه‌های داغ به محیط gis منتقل و اقدام به تهیه نقشه‌‌های مورد نظر گردید. نتایج نشان داد که از بین پارامتر‌‌های مورد بررسی درصد شن، سیلت، تخلخل و ماده آلی دارای همبستگی در سطح احتمال 1 درصد با نفوذپذیری آب در خاک هستند. در مجموع دو پارامتر درصد ماده آلی و تخلخل، موثر بر افزایش سرعت نفوذ آب در خاک ارزیابی شد و سایر پارامترهای اندازه‌‌گیری شده فاقد الگوی خود همبستگی فضایی مشخص به لحاظ آماری می‌‌باشد. نهایتا روش هات‌‌اسپات یک روش کارا در ارزیابی روند تغییرات نفوذپذیری خاک با توجه به ویژگی‌‌های موثر بر آن می‌‌باشد. ویژگی های خاک در مقیاس بزرگ بر فرآیند میزان نفوذ آب به خاک اثر می گذارد و می تواند منجر به افزایش روان آب در اراضی کشاورزی شود. مدیریت پایدار اراضی برای کنترل روان آب نیاز به اطلاعات قابل اطمینان در مورد توزیع فضایی میزان نفوذ آب به خاک دارد. روش سنتی آنالیز خاک دشوار و وقت گیر و پرهزینه است. بنابراین تجزیه و تحلیل فضایی سرعت نفوذ برای تعیین مناطق حساس برای روان آب سطحی ضروری است. هدف اولیه از این مطالعه ارائه روش های جایگزین در تعیین میزان نفوذ آب به خاک در مناطق حساس به روان آب (لکه داغ) با استفاده از آنالیز خودهمبستگی فضایی است. این مطالعه در منطقه خدافرین استان آذربایجان شرقی انجام شد. از نظر جغرافیایی منطقه مابین 675500 تا 692500 مختصات طولی و 4332500 تا 4349000 مختصات عرضی واقع شده است. به منظور دستیابی به اهداف تحقیق 88 نقطه نمونه برداری با کمک سیستم اطلاعات جغرافیایی و مدنظر قرار دادن یکنواختی و نوع کاربری اراضی انتخاب شد. داده های نفوذپذیری نهایی با استوانه های مضاعف در ٣ تکرار اندازه گیری شد. یک نمونه خاک از هر نقطه برداشته و جهت انجام آزمایش های فیزیکی و شیمیایی به آزمایشگاه منتقل شد. برای پوشش دادن کل اراضی از میان یابی با روش کریجینگ معمولی استفاده شد، نهایتا لایه ایجاد شده برای اعمال روش تحلیل لکه‌های داغ به محیط gisمنتقل و اقدام به تهیه نقشه های مورد نظر گردید. نتایج نشان داد که از بین پارامتر های مورد بررسی درصد شن، سیلت، تخلخل و ماده آلی دارای همبستگی در سطح احتمال 1 درصد با نفوذپذیری آب در خاک هستند. در مجموع دو پارامتر درصد ماده آلی و تخلخل، موثر بر افزایش سرعت نفوذ آب در خاک ارزیابی شد و سایر پارامترهای اندازه گیری شده فاقد الگوی خود همبستگی فضایی مشخص به لحاظ آماری می باشد. نهایتا روش هات اسپات یک روش کارا در ارزیابی روند تغییرات نفوذپذیری خاک با توجه به ویژگی های موثر بر آن می باشد.

Identification of flooding susceptible areas by soil infiltration spatial correlation patterns

Soil properties at the lands lot scale is a process that effects on infiltration rates, which can lead to an increased stormwater runoff. Sustainable land management for runoff controls requires reliable information on the spatial distribution of soil infiltration rate. The traditional method of soil analysis and interpretation are laborious, timeconsuming, hence becoming expensive. Therefore spatial analysis of infiltration rate is necessary for the determination of susceptible areas for surface runoff. The purpose of this study was to propose alternative approaches in searching for infiltration rate and surface runoff hotspots. The study was conducted on an agricultural field at Khodafarin, East Azarbaijan province, Iran. It is with 675500 to 692500 longitudinal coordinates and 4332500 to 4349000 latitude coordinates. To arrive at the goal of this research, 88 sample points were selected with using a geographic information system and considering the Soil distribution pattern and land utilization. Infiltration rate data was collected from double rings method with 3 replicated at each point. Soil samples were obtained from each point and then sent to soil analyzed laboratory to determine physical and chemical properties. Kriging method was used for the interpolation of the study area. Finally, soil properties distribution layer expended in Arc GIS software that analyzing hot spot surface runoff hazard. The significant correlation of infiltration rate with soil parameter including porosity, sand, silt, and organic content. Overall, at wide distances of case study lands organic material and porosity were assessed effectively to water permeability into the soil and other measured parameters due to statistics were without specified spatial distribution. The results showed that Simulation generates equally likely sets of values for a variable, which are consistent with available insitu measurements. The information on spatial sampling density and hotspot pattern could be useful for longterm monitoring and assessment.