
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 626 |
تعداد مقالات | 6,517 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,746,417 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,317,274 |
اثر سیستمهای آبیاری سطحی و قطرهای بر انتقال آلاینده در یک خاک درز و ترکدار | ||
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک | ||
دوره 28، شماره 1، فروردین 1400، صفحه 219-236 اصل مقاله (628.21 K) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwsc.2021.18889.3435 | ||
نویسندگان | ||
زهره ناظم1؛ سید حسن طباطبائی* 2؛ علیرضا حسین پور3؛ پیام نجفی4؛ مهدی قبادی نیا5 | ||
1دانشجوی دکتری گروه مهندسی آب، دانشگاه شهرکرد | ||
2دانشیار گروه مهندسی آب، دانشگاه شهرکرد | ||
3استاد گروه علوم و مهندسی خاک، دانشگاه شهرکرد | ||
4دانشیار گروه مهندسی آب، واحد اصفهان (خوراسگان)، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان (خوراسگان)، ایران | ||
5استادیار گروه مهندسی آب، دانشگاه شهرکرد | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: بررسی بیلان جرم آلاینده انتقال یافته در پروفیل خاک در مدیریتهای طولانی مدت عملیات کشاورزی ضرروی است. لذا این پژوهش با هدف بررسی میزان تاثیرگذاری درز و ترک بر جریان ترجیحی، زمان انتقال ترجیحی آلاینده نیترات و بیلان جرمی انتقال یافته در دو سیستم آبیاری مختلف طراحی گردید. مواد و روشها: بدین منظور در این پژوهش، 9 ستون PVC به ارتفاع 60 سانتیمتر و قطر 16 سانتیمتر استفاده شد. هر ستون از خاک لوم-رسی به ارتفاع 50 سانتیمتر پر گردید و دو بخش درز و ترک به عرض 1 سانتیمتر و پر شده با شن درشت با قطر 710 میکرومتر در طول ستون خاک ایجاد شد. تیمارهای آزمایش شامل دو دسته، تیمار اصلی درز و ترک و تیمار فرعی سیستم آبیاری بود. تیمارهای اصلی در سه سطح عبارت بودند از: بدون درز و ترک (M)، عدم ارتباط جانبی بین درز و ترک و خاک (MC-S)، ارتباط کامل بین درز و ترک و خاک (MC-C). عبارت بودند از آبیاری سطحی (SI) و آبیاری قطرهای سطحی با دبی 2 و 4 لیتر در ساعت (DI4 & DI2). برنامه آبیاری شامل 1 ساعت تزریق آب مقطر، 2 ساعت تزریق محلول نمکی (176 و 8/61 میلیگرم یون خالص نیترات و کلراید) و 4 ساعت تزریق آب مقطر بود. قبل از شروع، تمام ستونهای آزمایش به مدت 5 ساعت تارسیدن به شرایط اشباع کامل آبیاری شدند. زهآب خروجی در زمان 15، 30 و 60 دقیقه به صورت مجزا از ماتریکس خاک و درز و ترک جمعآوری شدند. یافتهها: نتایج نشان داد بیلان جرم نیترات و کلراید انتقال یافته SI و DI4 تفاوت چندانی نداشتند. نیترات زهآب در سیستم آبیاری DI2 تقریبا نصف SI و DI4 بود. درحالی که جرم کلراید انتقال یافته در سیستم آبیاری DI2 بیشتر از سایر سیستمهای آبیاری بود. نتایج نشان داد که زمان سفر کلراید بویژه در درز و ترک MC-C کوتاهتر از نیترات است. نتایج نشان داد که جرم نیترات و کلراید از بخش درز و ترک بیش از 5/1 برابر سایر تیمارها بود که تاکیدی بر نقش جریانات از درز و ترک در خاکهای یک منطقه در انتقال آلاینده نیترات و کلراید به سمت آبهای زیرزمینی میباشد. نتیجهگیری: نتایج نشان داد در جریانهای سریع آب مثل SI، بیلان جرمی نیترات انتقال یافته بیشتر و در جریانات کندتر آب مثل DI2، بیلان جرمی کلراید آبشویی شده بیشتر بود. جریانهای ترجیحی بویژه در تیمارهای دارای تبادلات کامل بین ماتریکس خاک و درز و ترک بیشتر رخ داد و در زمان انتقال کلراید در مقایسه با نیترات جریانهای ترجیحی بیشتر نقش داشتند. | ||
کلیدواژهها | ||
آبیاری قطرهای؛ بیلان جرمی؛ جریان ترجیحی؛ نیترات | ||
مراجع | ||
1.Abbasi, F. 2013. Advanced Soil Physics. University of Tehran Press. 3rd Edition . 334p.
2.Ahmadimoghadam, Z., and Tabatabaei S.H. 2021. Evaluation of CDE and MIM models to transfer Trichloroethylene (TCE) in a carbonate porous media using inverse solution method. Amirkabir Journal of Civil Engineering. 53 :1. 393-404. https://dx.doi.org/10.22060/ceej.2018.13256.5356. (In Persian)
3.Akhavan, S., Ebrahimi, S., Navabian, M., Shabanpour, M., Mojtahedi, A., and Movahedi Naeini, A. 2018. Significance of physicochemical factors in the transmission of Escherichia coli and chloride. Environmental Health Engineering and Management J. 5: 2. 115-122.
4.Al-Darby, A., and Abdel-Nasser, A. 2006. Nitrate leaching through unsaturated soil columns: comparison between numerical and analytical solution. Journal of applied sciences.6: 4. 735-743.
5.Alef, K., and Nannipieri, P. 1995. Methods in applied soil microbiology and biochemistry. Academic Press, London . 576p.
6.Amiri, E., Mahboubi, A.A., Mosaddeghi, M.R., and Shirani, H. 2014. Breakthrough curve of bromide as affected by soil structure in saturated and unsaturated conditions. J. Sci. Technol. Agric. Natur. Resour. Water and Soil Sci.18: 68. 111-120. (In Persian) 7.Arye, G., Tarchitzky, J., and Chen, Y. 2011. Treated wastewater effects on water repellency and soil hydraulic properties of soil aquifer treatment infiltration basins. J. of Hydrology.397: 136-145.
8.Asghari, Sh., Abbasi, F., Neyshabouri, M.R., Oustsan, Sh., and Aliasgharzad, N. 2011. Effects of four organic soil condition on some hydraulic and solute transport parameters in a sandy loam soil. J. of Water and Soil Conservation. 18: 2. 177-192. (In Persian) 9.Azadifar, H., Moazed, A., Soltani Mohammadi A., and Farrokhian Firouzi A. 2015. The Effect of Soil Texture and Transmission Distance on The Nitrate Dispersivity in Sandy Soil Using Brigham, Fried-Combernous Models and CXTFIT code. Science and Irrigation Engineer. 39: 4. 147-157. (In Persian)
10.Bagheri, H., and Zare Abyaneh, H. 2017. Simulation of Nitrate andSodium Transport in Soil Treatment with Vermicompost Under Different Irrigation Regimes. Iranian Journal of Irrigation and Drainage. 5: 11. 888-899. (In Persian)
11.Behbahani Zadeh Rezaian, Z., Pazira, A., Panahpour, A., and Zarabi, N. 2017. Comparison of different leaching ways of solute from salinity and soudic soil profil. J. of Science and Water Engineer. Azad Islamic university. Ahvaz Branch. 7: 15. 81-95. (In Persian)
12.Beyrami, H., Neyshabouri, M.R., Nazemi, A.H., and Abbasi, F. 2014. Effects of soil water repellency on infiltration characteristics of two Sandy Loam and Clay Loam soils. J. of Water and Soil Science. 25: 2. 181-192. (In Persian) 13.Bogner, C., Borken, W., and Huwe, B. 2012. Impact of preferential flow onsoil chemistry of a podzol. Geoderma. 175: 37-46.
14.Delbari, M., Talebzadeh, M., Naghavii, H., and Gholamalizadeh, A. 2012. Salt Leaching Process in saline soils through disturbed soil columns. science and Research J. of water and irrigation engineer. 2: 4. 54-65. (In Persian)
15.Emami, A. 2012. Evaluation effect of nitrate fertigation and frequency on nitrate leaching and distribution in soil. Water and Soil Journal, 26: 3. 545-553.
16.Gibert, O., Hernández, M., Wefer-Roehl, A., Wefer-Roehl, Ch., and Leitão, T. 2015. Guidelining protocol for soil-column experiments assessing fate and transport of trace organics. 7p.
17.Hardie, M., Lisson, S., Doyle, R., andet al. 2013. Determining the frequency, depth and velocity of preferential flow by high frequency soil moisture monitoring. Journal of Contaminant Hydrology. 144: 1. 66-77.
18.Kafil, M., Moazed, H., and Moradzadeh, M. 2018. Simulation of nitrateand ammonium ions leaching in asandy loam soil using analytical and numerical models. J. of Water andSoil Conservation, 25: 3. 255-267.(In Persian)
19.Klute, A. 1986. Methods of soil analysis. Part 1–Physical and Mineralogical Methods. 2nd. ed Agronomy Monograph No 9: American Society of Agronomy/Soil Science Society of America (Ed. A Klute), Madison, Wisconsin . 1188p.
20.Lalehzari, R., Tabatabaei, S.H., and Kholghi, M. 2013. Simulation of nitrate transport and wastewater seepage in groundwater flow system. Int. J. Environ. Sci. Technol. 10: 1367-1376.
21.Mori, Y., and Hirai, Y. 2014. Effective Vertical Solute Transport in Soils by Artificial Macropore System. J. of Hazardous, Toxic, and Radioactive Waste, 18: 2. 1-7.
22.Morkani, M., Nasrollahi, M., Ravanbakhs, M., Bahrami, P., and Jafarzadeh Haghighi Fard, N. 2015. Evaluation of natural zeolite clinoptilolite efficiency for the removal of ammonium and nitrate fromaquatic solutions. Environmental Health Engineering and Management J.2: 1: 17-22. 23.Nabipour, M., Emami, H., and Astaraei, A. 2012. The effect of N-fetilize source and irrigation period on nitrate leaching and distribution in soil profil. The 1th international conference on water management in farm. Karaj. 350p.(In Persian )
24.Nelson, D.W., and Sommers, L.E.1996. Methods of Soil Analysis.Part 3. Chemical Methods. Soil Science Society of America Book Series No. 5. pp. 961-1010.
25.Peron, H., Hueckel, T., Laloui, L., and Hu, L.B. 2012. Formation of drying crack patterns in soils: a deterministic approach. Acta Geotechnica . 8: 215-221
26.Peterson, E.W., and Wicks, C.M. 2005. Fluid and solute transport from aconduit to the matrix in a carbonate aquifer system. Mathematical Geology. 37: 8. 851-867.
27.Ramzani, Z., Vaezi, A., Mohamadi, M.H., and Babaei, F. 2017. The effect of crust and suface crack on saturation hydraulic conductivity of soil. Research J. of water and soil of Iran. 48: 3. 565-572. (In Persian)
28.Rinaldo, A., Beven, K.J., Bertuzzo, E., Nicotina, L., Davies, J., Fiori, A., Russo, D., and Botter, G. 2011. Catchment travel time distributions and water flow in soils. Water Resources Research J. 47: 1-13.
29.Tabatabaei, S.H., and Lalehzari, R. 2009. Determination of the contaminant sources by mapping tools in Shahrekord aquifer Iran. International Groundwater Symposium, Thailand . Pp: 914-922.
30.Tabatabaei, S.H., Mousavi, S.M., Mirlatifi, S.M., Sharifnia, R.S., and Pessarakli, M. 2017. Effects of municipal wastewater on soil chemical properties in cultivating Turfgrass using subsurface drip irrigation. Journal of Plant Nutrition. 40: 1133-1142.
31.Tabatabaei, S.H., Nourmahnad, N., Golestani Kermani, S., Tabatabaei, S.A., Heidarpour, M., and Najafi, P. 2020. Urban wastewater reuse in agriculture for irrigation in arid and semi-arid regions - A review. International Journal of Recycling of Organic Waste in Agriculture. 9: 193-220.
32.Taran, F., Ashraf Sadraddini, A., and Nazemi, A.H. 2016. Laboratory study of the influence of continuous andnon-continuous macropore layers on solute transport in soil. J. of Waterand Soil Conservation. 6: 3. 113-125. (In Persian)
33.Van der Velde, Y., Rooij, G.H., Rozemeijer, J.C., and Van Geer, F.C. 2010. Nitrate response of a lowland catchment: On the relation between stream concentration and travel time distribution dynamics. Water Resources Research J. 46: 1-17.
34.Wang, Y., Bradford, S.A., andSimunek, J. 2014. Physicochemical factors influencing the preferential transport of Escherichia coli in soils. Vadose Zone J. 13: 1-10.
35.Yousefi, G., Safadoust, A., Mosaddegh, M.R., and Mahboubi, A.A. 2012.Long-term cropping and soil texture efects on lithium and bromide transport under unsaturated flow conditions. J. Sci. Technol. Agric. Natur. Resour. Water and Soil Sci. 17: 65. 89-99.(In Persian)
36.Zhang, Y., Zhang, Z., Ma, Z., Chen,J., Akbar, J., Zhang, S., CheCh Zhang, M. and Cerdà, A. 2018. A Reviewof Preferential Water Flow in Soil Science. Canadian J. of Soil Science.98: 4. 604-618. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 486 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 279 |