مقایسه مدل‌های استدلالی، SWMM و SCS به‌منظور تحلیل آب‌گرفتگی معابر در محیط GIS (مطالعه موردی: منطقه 9 شهرداری مشهد)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد

2 دانشجوی کارشناسی ارشد راه و ترابری، دانشگاه فردوسی مشهد (واحد بین‌الملل)

چکیده

هدف این پژوهش مقایسه اثرات متقابل کرم خاکیEisenia fetidaو مواد آلی بر برخی خصوصیات هیدرولیکی دو خاک ریز و درشت بافت در دو سطح فشردگی بود. آزمایش فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی در 24 تیمار و سه تکرار در شرایط اتاق رشد و به­­مدت شش ماه اجرا شد. فاکتورها عبارت از دو کلاس بافت خاک (لوم رسی و لوم شنی)، سه سطح ماده آلی (صفر، کاه و کلش گندم و کود گاوی هر دو به­مقدار  g kg-1 20)، دو سطح فشردگی (3/1و g cm-3 45/1)، با و بدون حضور کرم خاکی بودند. نتایج نشان داد هر دو نوع ماده آلی مصرفی به­طور متوسط باعث افزایش مقدار رطوبت­های ظرفیت مزرعه­ای (%1/4)، نقطه پژمردگی دائم (%4/2) و قابل استفاده (%78/8) و نیز حجم منافذ متوسط+ریز (%3/4) و کاهش حجم منافذ درشت (%75/11) در هر دو بافت خاک گردید. بیشترین مقدار آب قابل استفاده در تیمار کاه و کلش و خاک لوم رسی مشاهده شد. فشردگی خاک به­طور متوسط باعث کاهش حجم منافذ درشت (%5/29) و مقدار رطوبت اشباع (%6/11) و افزایش حجم منافذ متوسط+ریز (%12) گردید، در حالی­ که در حضور کرم خاکی، میانگین حجم منافذ درشت (%17) و مقدار رطوبت اشباع (%1/8) خاک افزایش و حجم منافذ متوسط + ریز (%5) آن کاهش یافت. نتایج این پژوهش بیان­گر آن است که تلقیح خاک با کرم خاکی می­تواند موجب ارتقای کیفیت هیدرولیکی خاک­های ریز و درشت بافت با کمینه افزودن مواد آلی در شرایط فشردگی گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Comparison of Rational, SCS and SWMM Models for Analysis of Urban Pathway Inundation Using GIS (Case Study: Zone 9 of Mashhad)

نویسندگان [English]

  • Rouzbeh Shad 1
  • Alireza Hoveidafard 2
چکیده [English]

The aim of this research was comparison of the interactions of Eisenia fetida earthworm and organic matters on some hydraulic properties of two fine and coarse-textured soils under two compaction levels. A factorial experiment was conducted as the completely randomized design with 24 treatments and three replications under growth room conditions during six months. The factors were two soil textural classes (sandy loam and clay loam), three organic matter levels (0, 20 g kg-1 of both wheat straw and cow manure), and two compaction levels (1.3 and 1.45 g cm-3) with or without earthworm. The results showed that the both used organic matters averagely increased the soil field capacity (4.1%), permanent wilting point (2.4%) and available (8.78%) moistures values, meso+micro-pores volume (4.3%), while decreased the macropores volume (11.75%) in the both textural classes. Also, the highest available water content was observed in straw and clay loam soil treatments. Soil compaction decreased the soil saturated moisture value (11.6%) and macropores volume (29.5%) and increased meso+micro-pores volume (12%), while earthworm increased the mean of saturated moisture value (8.1%) and macropores volume (17%) and decreased meso+micro-pores volume (5%), averagely. The results of this study indicate that inoculating soil with earthworm can improve hydraulic quality of fine and coarse-textured soils under compaction condition even with using minimum organic matter.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Geographic Information System (GIS)
  • Rational
  • SCS
  • SWMM
  • Urban streets
سمائی ف، اصغری ش، علی­اصغرزاد ن و ساریخانی م­ر، 1394. مقایسه اثر دو نوع قارچ میکوریز آربوسکولار بر برخی خصوصیات هیدرولیکی و جذب عناصر در یک خاک قلیایی زیر کشت جو بهاره در شرایط گلخانه­ای. مجله علوم و فنون کشت­های گلخانه­­ای، جلد 6، شماره 21، صفحه­های 169 تا 178.
صفادوست آ، مصدقی م­ر، محبوبی  ع­ا و یوسفی گ، 1391. اثر دوره­های ترشدن/خشک شدن، انجماد/ذوب شدن و فعالیت کرم­های خاکی بر ویژگی­های هیدرولیکی خاک. نشریه آب و خاک، جلد 26، شماره 2، صفحه­های 340 تا 348.
موسوی ف و رئیسی ف، 1389. پایداری خاکدانه­ها در حضور کرم خاکی (Lumbricus terrestris L.)  و مواد آلی مختلف در یک خاک آهکی. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، علوم آب و خاک، جلد 14، شماره 54، صفحه­های 71 تا 83.
 فتح‌العلومی س  و اصغری ش، 1393. اثرات لجن فاضلاب شهری اردبیل بر برخی خصوصیات فیزیکی و هیدرولیکی یک خاک درشت بافت زیر کشت گندم. نشریه دانش آب و خاک،  جلد 24، شماره 4، صفحه­های 169 تا 183.
Al-Maliki S and Scullion J, 2013. Interactions between earthworms and residues of differing quality affecting aggregate stability and microbial dynamics. Applied Soil Ecology 64: 56-62.
Anonymous, 1997. Glossary of Soil Science Terms. Soil Science Society of America (SSSA), Madison, WI.
Barre P, McKenzie BM and Hallett PD, 2009. Earthworms bring compacted and loose soil to a similar mechanical state. Soil Biology and Biochemistry 41: 656–658.
Bauer A and Black AL, 1992. Organic carbon effects on available water capacity of three soil textural groups. Soil Science Society of America Journal 56: 248-254.
Beylich A, Oberholzer HR, Schrader S, Hoper H and Wilke BM, 2010. Evaluation of soil compaction effects on soil biota and soil biological processes in soils. Soil and Tillage Research 109: 133–143.
Bradid JA, Reichert JM, Da-Veiga M and Reinert DJ, 2006. Mulch and soil organic carbon content and their relationship with the maximum soil density obtained in the proctor. Revista Brasileira de Ciência do Solo 30:605-614.
Capowiez Y, Samartino S, Cadoux S, Bouchant P, Richard G and Boizard H, 2012. Role of earthworms in regenerating soil structure after compaction in reduced tillage systems. Soil Biology and Biochemistry
Danielson RE and Sutherland PL, 1986. Porosity. Pp. 443-461. In׃ Klute A (ed). Methods of Soil Analysis. Part 1, 2 nd ed. Agronomy Monograph. 9. ASA and SSSA, Madison, WI.
Gardner WH, 1986. Water content. Pp. 493-544. In: Klute A (ed). Methods of Soil Analysis. Part 1. 2nd ed. Agronomy. Monograph. 9. ASA, Madison, WI.
Hillel D. 2004. Introduction to Environmental Soil Physics. Elsevier Academic Press. 494p.
Jury W and Horton R, 2004. Soil Physics. John Wiley & Sons Inc.384p.
Klute A (ed.), 1986. Methods of soil analysis. Physical and mineralogical methods. 2nd edition. Agron. Monog, ASA and SSSA, Madison, WI.
Marashi ARA and Scullion J, 2003. Earthworm casts form stable aggregates in physically degraded soils. Biology and Fertility of Soils 37: 375–380.
Mulumba LN and Lal R, 2008. Mulching effect on selected soil physical properties. Soil and Tillage Research 98: 106-111.
Page AL (ed.), 1985. Methods of Soil Analysis. Chemical and Microbiological Methods. Agronomy No. 9. American Society of Agronomy, Madison, WI.
Tejada M, García-Martínez AM and Parrado J, 2009. Effects of a vermicompost composted with beet vinasse on soil properties, soil losses and soil restoration. Catena 77: 238–247.
Warrick AW, 2002. Soil Physics Companion. CRC Press. New York, USA.389 pp.