Effect of Initial Compaction State on Near-Saturated Hydraulic Conductivity

Quantification of water infiltrating into the subsurface is mandatory for hydrological modeling of irrigation and drainage projects. Infiltration is influenced primarily by the soil type and initial compaction conditions (dry density and water content). However, few studies have investigated the effect of initial compaction condition on infiltration characteristics of soils and their quantitative relationship. Recent developments such as the portable mini disc infiltrometer (MDI) permit controlled, nondestructive and nonintrusive infiltration measurements in the laboratory, thereby allowing experiments under known initial compaction condition. Based on these measurements, this study developed multiple linear regression (MLR) equations relating near-saturated, near-surface hydraulic conductivity (k), and initial compaction state (dry density, γ; and gravimetric water content, w), with and without consideration of negative pressure head (h) for a cohesive and a noncohesive soil. The developed relationship was found to be statistically significant. For a particular initial w, the infiltration and k decreased with an increase in γ. For a particular γ, the k determined from infiltration measurements decreased with an increase in initial w for both soils. The developed MLR equations were used to study the effect of input variables (w, γ, and h) on k by using the method of difference. It was found that k is more sensitive to initial γ than to w and h, which have comparable influence. The role of sorptivity on the determination of k was investigated by comparing analysis methods from the literature. For lower k values (≤15 mm/h for noncohesive soil and ≤8 mm/h for cohesive soil), the effect of sorptivity on k was found to be negligible. The influence of sorptivity was predominant when initial saturation was less than 30% for which the variation of k was within 10%.

اثر ایالت compaction اولیه در Drainage هیدرولیکی نزدیک - Saturated Conductivity | Journal of of and، شماره ۱۴۵، شماره ۱۲

انتقال آب به زیر سطحی برای مدلسازی هیدرولوژیکی پروژه‌های آبیاری و زه‌کشی، الزامی است. Infiltration عمدتا تحت‌تاثیر نوع خاک و تراکم اولیه (تراکم و محتوی آب)قرار می‌گیرد. با این حال، مطالعات اندکی تاثیر شرایط تراکم اولیه بر خصوصیات نفوذ خاک و رابطه کمی آن‌ها را مورد بررسی قرار داده‌اند. توسعه‌های اخیر از جمله نفوذسنج mini قابل‌حمل (MDI)، اندازه‌گیری‌های نفوذ کنترل‌شده و غیر مخرب و غیر مخرب را در آزمایشگاه اجازه می‌دهد در نتیجه امکان آزمایش تحت شرایط تراکم اولیه شناخته‌شده را فراهم می‌کند. براساس این اندازه‌گیری‌ها، این مطالعه معادلات رگرسیون خطی چندگانه (MLR)را در ارتباط نزدیک - اشباع، هدایت هیدرولیکی سطحی (k)و حالت تراکم اولیه (چگالی خشک، γ، و وزن سنجی وزنی (w)با و بدون در نظر گرفتن سر فشار منفی (h)برای یک خاک چسبنده و غیر چسبنده ایجاد کرد. رابطه توسعه‌یافته از نظر آماری معنی‌دار بود. برای یک w خاص خاص، نفوذ و k با افزایش γ کاهش می‌یابد. برای یک مورد خاص، پتاسیم اندازه‌گیری شده از اندازه‌گیری نفوذ با افزایش در وزن اولیه برای هر دو خاک کاهش یافت. معادلات MLR توسعه‌یافته برای بررسی اثر متغیرهای ورودی (w، γ و h)بر k با استفاده از روش اختلاف مورد استفاده قرار گرفتند. مشخص شد که k نسبت به y و h نسبت به y حساس‌تر است، که تاثیر قابل‌مقایسه‌ای دارد. نقش of در تعیین k با مقایسه روش‌های تحلیلی موجود در متون مورد بررسی قرار گرفت. برای مقادیر پایین‌تر k (۱۵ mm / h برای خاک رس غیر چسبنده و ۸ میلی متر در ساعت برای خاک چسبنده)، اثر of روی پتاسیم قابل اغماض است. نفوذ of در زمانی غالب بود که اشباع اولیه کم‌تر از ۳۰ % بود که تغییرات k در ۱۰ % بود.

ترجمه شده با