Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Về việc ước lượng độ dẫn thủy lực của các vùng vadose nhiều lớp với dữ liệu hạn chế
Tóm tắt
Vùng vadose đóng vai trò là một tác nhân kiểm soát cho việc bổ sung nước và vận chuyển các chất ô nhiễm vào tầng nước ngầm. Do đó, để mô hình hóa và định lượng các quá trình dòng chảy và vận chuyển trong môi trường dưới bề mặt, độ dẫn thủy lực (K) của vùng vadose đóng vai trò quan trọng. Tuy nhiên, với sự không đồng nhất và tính dị hướng của các hệ thống ngầm, việc đo đạc K tại hiện trường là một nhiệm vụ đầy thử thách trên quy mô lớn. Nghiên cứu hiện tại được thiết kế nhằm đánh giá hiệu quả của các hàm chuyển đổi đất (PTFs) nổi bật để ước tính độ dẫn thủy lực bão hòa $$(K_{\mathrm{s}})$$ một cách gián tiếp cho vùng vadose đất laterit ở miền Đông Ấn Độ. Đồng thời, độ dẫn thủy lực tại hiện trường cùng với các thuộc tính vật lý cơ bản của đất đã được xác định trong các lớp khác nhau của vùng vadose tại ba địa điểm (khu đất trống, cánh đồng canh tác và vườn cây ăn quả). Bốn PTFs [Campbell, Rawls–Brakensiek/Cronican–Gribb (R–B/C–G), và Mô hình 2 và 3 của Rosetta] đã được chọn để ước tính $$(K_{\mathrm{s}})$$ và hiệu suất của chúng đã được đánh giá. Dựa trên các chỉ số thống kê, kết luận rằng Mô hình 3 của Rosetta có khả năng dự đoán những giá trị tương đối gần với $$(K_{\mathrm{s}})$$ cho các vùng vadose laterit ở một mức độ nào đó. Để tổng quát hóa những phát hiện của nghiên cứu này, khuyến nghị rằng các nghiên cứu tại hiện trường như vậy nên được thực hiện trên quy mô lớn hơn trong các vùng đất laterit với cách sử dụng/cao độ đất đa dạng.
Từ khóa
#hệ thống ngầm #độ dẫn thủy lực #vùng vadose #barley Brazilian #đất laterit #nghiên cứu hiện trườngTài liệu tham khảo
Bagarello V 1997 Influence of well preparation on field-saturated hydraulic conductivity measured with the Guelph Permeameter; Geoderma 80(1–2) 169–180.
Bagarello V, D’Asaro F and Iovino M 2012 A field assessment of the Simplified Falling Head technique to measure the saturated soil hydraulic conductivity; Geoderma 187 49–58.
Balfour V N 2015 Determining wildfire ash saturated hydraulic conductivity and sorptivity with laboratory and field methods; Catena 135 358–368.
Balland V, Pollacco J A P and Arp P A 2008 Modeling soil hydraulic properties for a wide range of soil conditions; Ecol. Model. 219(3–4) 300–316.
Behera S, Jha M K and Kar S 2003 Dynamics of water flow and fertilizer solute leaching in lateritic soils of Kharagpur region, India; Agric. Water Manag. 63(2) 77–98.
Bouwer H 1966 Rapid field measurement of air entry value and hydraulic conductivity of soil as significant parameters in flow system analysis; Water Resour. Res. 2(4) 729–738.
Campbell G S 1985 Soil physics with BASIC: Transport models for soil-plant systems; Elsevier, New York.
Cosby B J, Hornberger G M, Clapp R B and Ginn T R 1984 A statistical exploration of soil moisture characteristics to the physical properties of soils; Water Resour. Res. 20 682–690.
Cronican A E and Gribb M M 2004 Hydraulic conductivity prediction for sandy soils; Groundwater 42(3) 459–464.
Dane J H and Puckett W 1994 Field soil hydraulic properties based on physical and mineralogical information; In: Proceedings of the international workshop on indirect methods for estimating the hydraulic properties of unsaturated soils (eds) Theodorus M, Van G, Leij F J and Lund L J, University of California: Riverside, CA, pp. 389–403.
Daniel D E 1982 Measurement of hydraulic conductivity of unsaturated soils with thermocouple psychrometers; Soil Sci. Soc. Am. J. 46(6) 1125–1129.
Dann R, Close M, Flintoft M, Hector R, Barlow H, Thomas S and Francis G 2009 Characterization and estimation of hydraulic properties in an alluvial gravel vadose zone; Vadose Zone J. 8(3) 651–663.
Duan R, Fedler C B and Borrelli J 2012 Comparison of methods to estimate saturated hydraulic conductivity in Texas soils with grass; J. Irrig. Drain. Eng. 138(4) 322–327.
Elrick D E, Reynolds W D and Tan K A 1989 Hydraulic conductivity measurements in the unsaturated zone using improved well analyses; Groundwater Monit. Remediat. 9(3) 184–193.
Garg K K, Jha M K and Kar S 2005 Field investigation of water movement and nitrate transport under perched water table conditions; Biosyst. Eng. 92(1) 69–84.
Gupta R K, Rudra R P, Dickinson W T, Patni N K and Wall G J 1993 Comparison of saturated hydraulic conductivity measured by various field methods; Trans. ASAE 36(1) 51–55.
Hangen E and Vieten F 2018 A comparison of five different techniques to determine hydraulic conductivity of a riparian soil in North Bavaria, Germany; Pedosphere 28(3) 443–450.
Hermsmeyer D, Ilsemann J, Bachmann J, Van Der Ploeg R R and Horton R 2002 Model calculations of water dynamics in lysimeters filled with granular industrial wastes; J. Plant Nutr. Soil Sci. 165(3) 339–346.
Jačka L, Pavlásek J, Kuráž V and Pech P 2014 A comparison of three measuring methods for estimating the saturated hydraulic conductivity in the shallow subsurface layer of mountain podzols; Geoderma 219 82–88.
Lee D M, Elrick D, Reynolds W and Clothier B E 1985 A comparison of three field methods for measuring saturated hydraulic conductivity; Can. J. Soil Sci. 65(3) 563–573.
Li Y, Chen D, White R E, Zhu A and Zhang J 2007 Estimating soil hydraulic properties of Fengqiu County soils in the North China Plain using pedo-transfer functions; Geoderma 138(3) 261–271.
Libardi P L, Reichardt K, Nielsen D R and Biggar J W 1980 Simple field methods for estimating soil hydraulic conductivity; Soil Sci. Soc. Am. J. 44(1) 3–7.
Machiwal D, Jha M K and Mal B C 2006 Modelling infiltrtaion and quantifying spatial soil variability in a watershed of Kharagpur, India; Biosyst. Eng. 95(4) 569–582.
Manyame C, Morgan C L, Heilman J L, Fatondji D, Gerard B and Payne W A 2007 Modeling hydraulic properties of sandy soils of Niger using pedotransfer functions; Geoderma 141(3) 407–415.
Minasny B and McBratney A B 2000 Evaluation and development of hydraulic conductivity pedotransfer functions for Australian soil; Soil Res. 38(4) 905–926.
Nandagiri L, Bore Gowda S B and Shetty A 2006 In-situ characterization of unsaturated soil hydraulic properties of a laterite soil profile in coastal Karnataka; ISH J. Hydraul. Eng. 12(1) 87–98.
Nimmo J R 2005 Unsaturated zone flow processes; In: Encyclopedia of hydrological sciences, part 13–groundwater (eds) Anderson M G and Bear J, Wiley, Chichester, UK, Vol. 4, pp. 2299–2322.
Pachepsky Y A, Rawls W J and Timlin D J 1999 The current status of pedo transfer functions: Their accuracy, reliability, and utility in field and regional-scale modeling; In: Assessment of non-point source pollution in the vadose zone, Geophys. Monograph Ser. 108 223–234.
Puhlmann H and von Wilpert K 2012 Pedotransfer functions for water retention and unsaturated hydraulic conductivity of forest soils; J. Plant Nutr. Soil Sci. 175(2) 221–235.
Rasoulzadeh A and Yaghoubi A 2011 Study of cattle manure effect on soil hydraulic properties using inverse method; In: 2nd International conference on environmental science and technology (ICEST), Singapore, pp. 26–28.
Rawls W J and Brakensiek D L 1989 Estimation of soil water retention and hydraulic properties; In: Unsaturated flow in hydrologic modeling, Springer, The Netherlands, pp. 275–300.
Raychaudhuri S P 1980 The occurrence, distribution, classification and management of laterite and lateritic soils; Cah. ORSTOM, Pedologie 18(3–4) 249–252.
Reynolds W D and Elrick D E 1985 In-situ measurement of field-saturated hydraulic conductivity, sorptivity and the alpha-parameter using the Guelph permeameter; Soil Sci. 140(4) 292–302.
Reynolds W D and Elrick D E 1989 A laboratory and numerical assessment of the Guelph permeameter method; Soil Sci. 144(4) 282–299.
Sander T and Gerke H H 2007 Preferential flow patterns in paddy fields using a dye tracer; Vadose Zone J. 6(1) 105–115.
Saxton K E, Rawls W J, Romberger J S and Papendick R I 1986 Estimating generalized soil-water characteristics from texture; Soil Sci. Soc. Am. J. 50 1031–1036.
Schaap M G, Leij F L and van Genuchten MT 1998 Neural network analysis for hierarchical prediction of soil hydraulic properties; Soil Sci. Soc. Am. J. 62 847–855.
Seki K, Ackerer P and Lehmann F 2015 Sequential estimation of hydraulic parameters in layered soil using limited data; Geoderma 247 117–128.
Shin Y, Mohanty B P and Ines A V 2012 Soil hydraulic properties in one-dimensional layered soil profile using layer-specific soil moisture assimilation scheme; Water Resour. Res., https://doi.org/10.1029/2010WR009581.
Smettem K R J and Bristow K L 1999 Obtaining soil hydraulic properties for water balance and leaching models from survey data. 2. Hydraulic conductivity; Aust. J. Agric. Res. 50(7) 1259–1262.
Sobieraj J A, Elsenbeer H and Vertessy R A 2001 Pedotransfer functions for estimating saturated hydraulic conductivity: Implications for modeling storm flow generation; J. Hydrol. 251(3–4) 202–220.
Stephens D B, Lambert K and Watson D 1984 Influence of entrapped air on field determinations of hydraulic properties in the vadose zone; In: Proceedings of conference on characterization and monitoring in the vadose zone, Las Vegas, Nevada, pp. 57–76.
Tardy Y 1997 Petrology of laterites and tropical soils; A.A. Balkema, Rotterdam, The Netherlands, 408p.
Tietje O and Hennings V 1996 Accuracy of the saturated hydraulic conductivity prediction by pedo-transfer functions compared to the variability within FAO textural classes; Geoderma 69(1) 71–84.
Ungaro F, Calzolari C and Busoni E 2005 Development of pedotransfer functions using a group method of data handling for the soil of the Pianura Padano–Veneta region of North Italy: Water retention properties; Geoderma 124(3) 293–317.
Wagner B, Tarnawski V R, Hennings V, Müller U, Wessolek G and Plagge R 2001 Evaluation of pedo-transfer functions for unsaturated soil hydraulic conductivity using an independent data set; Geoderma 102(3) 275–297.
Wagner B, Tarnawski V R and Stöckl M 2004 Evaluation of pedotransfer functions predicting hydraulic properties of soils and deeper sediments; J. Plant Nutr. Soil Sci. 167(2) 236–245.
Wang Y, Shao M A and Liu Z 2012 Pedotransfer functions for predicting soil hydraulic properties of the Chinese Loess Plateau; Soil Sci. 177(7) 424–432.
Wösten J H M 1997 Pedotransfer functions to evaluate soil quality; Dev. Soil Sci. 25 221–245.
Wösten J H M, Finke P A and Jansen M J W 1995 Comparison of class and continuous pedotransfer functions to generate soil hydraulic characteristics; Geoderma 66(3–4) 227–237.
Yao R J, Yang J S, Wu D H, Li F R, Gao P and Wang X P 2015 Evaluation of pedotransfer functions for estimating saturated hydraulic conductivity in coastal salt-affected mud farmland; J. Soil Sedimentol. 15(4) 902–916.
Youngs E G 1968 An estimation of sorptivity for infiltration studies from moisture moment considerations; Soil Sci. 106(3) 157–163.
Zhang S, Lövdahl L, Grip H and Tong Y 2007 Soil hydraulic properties of two loess soils in China measured by various field-scale and laboratory methods; Catena 69(3) 264–273.
Zhao C, Shao M A, Jia X, Nasir M and Zhang C 2016 Using pedotransfer functions to estimate soil hydraulic conductivity in the Loess Plateau of China; Catena 143 1–6.