ارزیابی تغییرات مکانی نفوذ آب به خاک و پارامترهای مدل‌های مربوطه با استفاده از زمین‌آمار (مطالعه موردی: دشت منصورآباد)

مطالعه حاضر با هدف ارزیابی توزیع مکانی نفوذ آب به خاک با استفاده از زمین‌آمار در مقیاس ناحیه‌ای روی 400 هکتار از اراضی دشت منصورآباد واقع در شهرستان لارستان از توابع استان فارس انجام گرفت. در این پژوهش در 78 نقطه به‌صورت شبکه‌ای منظم به فواصل 100 ×100 متر نمونه‌برداری و اندازه‌گیری‌ها انجام شد و با استفاده از نرم‌افزارهای gs+ و arcgis بهترین مدل واریوگرامی از بین مدل‌های خطی، نمایی، گوسی و کروی با بیشترین2r و کمترین خطا تعیین شد. بدین‌منظور ویژگی‌های نفوذ آب به خاک (cm/min) با استفاده از روش استوانه دوگانه، هدایت الکتریکی (ds/m)، اسیدیته، درصد رطوبت اشباع، درصد اندازه ذرات (شن، سیلت و رس)، مقدار کلسیم، منیزیم و سدیم و توزیع مکانی پارامترهای نفوذ آب به خاک مدل‌های کوستیاکوف و فیلیپ اندازه‌گیری و با استفاده از روش‌های زمین‌آماری درون‌یابی و پهنه‌بندی شد. نتایج نشان داد، در بین ویژگی‌های مختلف، شدت نفوذ آب به خاک (i) بیشترین ضریب تغییرات (2/274) را داشت و تصمیم‌گیری بر اساس روش‌های میانگین‌گیری معمول خطای فراوانی را همراه خواهد داشت. در بین مدل های نفوذ آب به خاک، مدل کوستیاکوف و فیلیپ به‌ترتیب بهترین مدل تجربی و فیزیکی در منطقه بودند. بهترین مدل نیم‌تغییرنما برای شدت نفوذ نهایی، ضرایب s و a مدل فیلیپ و ضریب a مدل کوستیاکوف گوسی و برای ضریب b مدل کوستیاکوف نمایی بود. ساختار مکانی شدت نفوذ و ضرایب نفوذ a و b مدل کوستیاکوف و ضرایب s و a مدل فیلیپ قوی بود. بهترین میان‌یاب برای شدت نفوذ روش کوکریجینک با فاکتور کمکی درصد سیلت، برای ضریب s مدل فیلیپ، روش وزن دادن عکس فاصله (idw)، برای ضرایب a و b مدل کوستیاکوف، به‌ترتیب روش کریجینگ و idw بود.

Evaluation of Spatial Variations of Soil Infiltration and its Models Parameters Using Geostatistics (A case study: Mansour Abad Plain)

The aim of this study was to evaluate the spatial distribution of soil infiltration using geostatistics methods in a regional scale on 400 hectares of Mansour Abad Plain, in Larestan region, Fars Province. Sampling and parameters measurement were done for 78 points in a regular grid with a distance of 100*100 meters; for these variables, the best variogram model between linear, exponential, Gaussian and spherical models with the highest R2 and the lowest error was determined using GS+ and ArcGIS software. In this study, soil infiltration (cm/min) using the double ring method and some other soil properties including soil electrical conductivity (dS/m), pH, saturation percentage (%SP), particle size percentage (sand, silt and clay), and calcium (meq/lit), magnesium (meq/lit), sodium (meq/lit) were measured and determined. The spatial distribution of Kostiakov and Philip models parameters and theri zoning were determined using the geostatistic method. The results showed that, among different soil properties, the final infiltration rate had a high degree of variability in the study area, and the decision was based on the usual averaging methods, which could have a lot of error. Among applied infiltration models, Kostiakov model and Philip model were the best empirical and physical infiltratin models, respectively, in the studied area. The best semivariogram model for the steady state infiltration rate was Philip model, with the coeficients of S and A, and a coefficient of Kostiakove model was gaussian; for the b coefficient, Kostiakove model was exponential. Spatial structure of the final infiltration rate, a and b coefficients of Kostiakove model, and S and A coefficients of the Philip model, was strong. The best interpolation method for the final infiltration rate was cokriging with the cofactor of silt percentage, for the S coefficient of Philip model was inverse distance weighting (IDW); for a and b coefficients of Kostiakove model, kriging and IDW were suitable, respectively.