پديد آورنده :
كرباسيان ورنامخواستي، فاطمه
عنوان :
اثر كاربرد پساب بر ويژگي هاي فيزيكي و هيدروليكي خاك در شمال اصفهان
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
فيزيك و حفاظت از خاك
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
هفت،132ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
آب چاه , آب قابل استفاده براي گياه , آب گريزي خاك , پايداري ساختمان خاك , پساب , نفوذ , نفوذسنج مكشي , منحني مشخصه رطوبتي خاك
تاريخ ورود اطلاعات :
1402/08/08
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1402/08/09
چكيده فارسي :
كمبود آب در ايران به عنوان يكي از مناطق خشك و نيمه¬خشك جهان، سبب محدودشدن توليد محصولات كشاورزي شده است. از اين رو استفاده از منابع آب¬هاي نامتعارف اهميت زيادي دارد. طي ساليان گذشته به دليل كمبود منابع آب غيرشور، آبياري زمين¬هاي كشاورزي و فضاهاي سبز شهري با فاضلاب¬ها و پساب¬هاي شهري و صنعتي در سراسر جهان انجام شده است. استفاده از فاضلاب در درازمدت سبب افزودن برخي تركيبات و مواد آلي و معدني به خاك مي¬شود كه اين عمل بر ويژگي¬هاي شيميايي، فيزيكي و هيدروليكي خاك تاثير مي¬گذارند. اين پژوهش با هدف بررسي تاثير كاربرد درازمدت پساب شهري تصفيه¬خانه شمال اصفهان و آب چاه بر ويژگي¬هاي فيزيكي و هيدروليكي خاك انجام شد. آزمايش¬ها و نمونه¬برداري¬هاي صحرايي در 32 نقطه از مزارع كشاورزي منطقه شمال شرقي اصفهان در قالب طرح تجزيه مركب تصادفي و طرح تاگوچي انجام گرفت. نقاط نمونه¬برداري بر اساس نوع آب (پساب و آب چاه)، مدت زمان آبياري (15 و 26 سال كاربرد پساب، 15 سال كاربرد پساب و آب چاه به صورت متناوب و 15 سال كاربرد آب چاه) و نوع بافت خاك (سيلت و لوم سيلت) انتخاب شدند. نفوذ غيراشباع آب به خاك توسط دستگاه نفوذسنج مكشي اندازه¬گيري شد و نتايج آن به دو روش تحليلي وودينگ و روش عددي با نرم¬افزار DISC بررسي شدند. اندازه¬گيري آب¬گريزي خاك به روش جذب¬پذيري ذاتي بر روي نمونه¬هاي دست¬نخورده انجام شد. همچنين منحني مشخصه رطوبتي و هدايت هيدروليكي اشباع بر روي نمونه¬هاي خاك دست¬نخورده در آزمايشگاه اندازه¬گيري شد. نتايج نشان داد آبياري با پساب و آب چاه در درازمدت سبب افزايش شوري خاك¬ شده ولي كاربرد پساب سبب افزايش ماده آلي خاك گرديد. در خاك¬هاي آبياري¬شده با آب چاه، كم¬ترين مقدار ماده آلي مشاهده شد. استفاده از پساب و آب چاه به صورت متناوب سبب كاهش چگالي ظاهري خاك شد. كاربرد پساب سبب بهبود سيستم منفذي و افزايش آب¬گريزي خاك گرديد كه اين اثر در تيمار استفاده از پساب به مدت 26 سال بيش¬تر از بقيه تيمارها بوده است. بنابراين به نظر مي¬رسد افزايش آب¬گريزي (مقادير زير-بحراني) در اثر كاربرد پساب سبب بهبود پايداري ساختمان و كيفيت فيزيكي خاك¬هاي منطقه شده است. ولي آبياري با آب چاه سبب تخريب ساختمان و منافذ خاك شد. كاربرد پساب به مدت 15 و 26 سال آبياري سبب افزايش پايداري ساختمان خاك گرديده است. آبياري درازمدت با پساب سبب كاهش نفوذ آب به خاك شده است. كاربرد پساب سبب تقويت نيروهاي مويينگي، كاهش هدايت هيدروليكي اشباع و غيراشباع و شدت جريان ماندگار آب در خاك نيز شد. استفاده از پساب و آب چاه بر منحني مشخصه رطوبتي خاك و پارامترهاي مدل ون¬گنوختن تاثير داشته و سبب كاهش رطوبت اشباع و افزايش رطوبت باقي¬مانده، كاهش شيب منحني و افزايش فراواني منافذ درشت، افزايش آب¬گريزي و در نتيجه كاهش نگه-داشت آب خاك گرديد. آبياري با پساب سبب همچنين باعث افزايش آب قابل استفاده گياه و بهبود شاخص كيفيت فيزيكي خاك شد. به طور كلي نتايج اين پژوهش نشان داد اگرچه پساب شهري افزايش شوري خاك را به دنبال داشت ولي تا حدودي سبب بهبود كيفيت فيزيكي خاك¬هاي منطقه نيزشد. بنابراين با توجه به نياز شديد آب در منطقه، و در صورت پايش و كنترل عوامل بيماري¬زا و شوري، پساب گزينه¬ي مناسبي براي آبياري است.
چكيده انگليسي :
Abstract
Water deficiency is an important limitation for crop production in arid and semi-arid regions such as Iran. Thus, the use of unusual water resources is a crucial choice for agricultural lands. Due to a lack of water resources with good quality, agricultural lands and urban green spaces have been irrigated for years by urban and industrial wastewaters all over the world. Long-term use of wastewaters for irrigation could add some organic and inorganic compounds to the soils which might alter soil chemical, physical and hydraulic properties. This study was conducted to investigate the long-use effect of the outflow of wastewater treatment plant at north Isfahan and also from a nearby well water on soil physical and hydraulic properties. Field tests and samplings were performed in 32 locations of agricultural lands in northeast of Isfahan. The data were analyzed based on a random composite design and further interpreted by the Taguchi method. The sampling points were selected based on water type (wastewater and well water), irrigation duration (15 and 26 years of wastewater use, 15 years of alternative use of wastewater and well water, and 15 years of well water use), and soil texture. Unsaturated water infiltration into the soil was measured using a tension infiltrometer and the infiltration data modeled and analyzed using Wooding’s analytical method and numerical solution by DISC software. Soil water repellency was characterized using the intrinsic sorptivity method on the intact samples. Soil water characteristic curve and saturated hydraulic conductivity were measured on the undisturbed samples in the laboratory. Irrigation with wastewater and well water both resulted in higher soil salinity. Applying wastewater increased the soil organic matter content. The lowest amount of organic matter belonged to the soils irrigated with well water. Alternative use of wastewater and well water decreased the soil bulk density (improved pore system) and increased water repellency. The highest effect was observed for the 26 years use of wastewater treatment. Therefore, it seems that the increase in soil water repellency (in the sub-critical range) upon wastewater use improved soil structural stability and physical quality in the region. However, irrigation with well water would destroy the soil structure and pores. Applying wastewater for 15 and 26 years resulted in greater soil structural stability, which can be linked to addition of organic particles to the soils. Long-term irrigation with wastewater reduced water infiltration into the soil, which might be attributed to the clogging of macropores by the suspended organic particles. Using wastewater enhanced soil capillary forces, and decreased saturated and unsaturated hydraulic conductivities and steady-state water flux. The soil water characteristic curve (SWCC) and van Genuchten parameters were affected by the treatments as the wastewater lowered saturated water content, increased residual water content, decreased the slope of SWCC and increased the macropores. Higher water repellency is responsible for the lower water retention in the wastewater-irrigated soils. Wastewater use increased plant available water and improved soil physical quality index. Overall, our results showed that using urban wastewater improved physical quality of the studied soils but simultaneously increased the soil salinity. Therefore, using wastewater maybe recommended for this dry region but increasing soil salinity must be monitored and/or controlled.
Key words: Plant available water, Soil structural stability, Soil water characteristic curve, Soil water repellency, Tension infiltrometer, Wastewater, Well water.
استاد راهنما :
محمدعلي حاج عباسي جورتاني , محمدرضا مصدقي
استاد مشاور :
حسين شيراني , حميد ملاحسيني
استاد داور :
حسين خادمي موغاري , جهانگير عابدي كوپائي
