بررسی تاثیر همزمان شوری، رطوبت و بافت خاک بر پویایی انتقال حرارت در محیط متخلخل غیراشباع

انتقال حرارت در محیط متخلخل به دلیل برهم کنش های خاص میان فازهای جامد، مایع و گاز فرآیندی غیرخطی و دشوار برای توصیف است. برای بیان این پدیده در خاک از ویژگی هدایت حرارتی (λ) استفاده می شود. هدایت حرارتی به عنوان یکی از پارامترهای کلیدی در شاخه های مختلف مهندسی مانند مهندسی عمران، محیط زیست ، خاک شناسی، کشاورزی و مهندسی آب اهمیت کاربردی ویژه دارد. اثر عوامل مختلفی همچون بافت خاک، میزان رطوبت، چگالی و سطح شوری بر این ویژگی در مطالعات پیشین به وضوح نشان داده شده است. باتوجه به تنش های کم آبی و افزایش شوری خاک در مناطق خشک، بررسی رفتار هدایت حرارتی در این شرایط تحت تاثیر تغییرات رطوبت و شوری ضروری به نظر می رسد. در این پژوهش، اثر رطوبت، شوری و مکش ماتریک بر هدایت حرارتی دو خاک لومی و شنی- لومی در دشت سیستان بررسی شد. نمونه های خاک از نواحی دچار خشکسالی و تنش کم آبی برداشت گردید. پس از انجام اندازه گیری های اولیه، هدایت حرارتی در سطوح مختلف مکش (۱ تا ۱۵۰۰ کیلوپاسکال) و رطوبت، طی دو فرآیند تر شدن و خشک شدن اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که رفتار هدایت حرارتی خاک نسبت به تغییرات رطوبت و مکش قابل توصیف با یک تابع ساده نیست، بلکه برهم کنش های شوری، هندسه ذرات، سطح رطوبت و مسیر رطوبتی خاک تعیین کننده عملکرد هدایت حرارتی در هر مرحله است. یافته های این پژوهش می تواند در مدل سازی انتقال حرارت خاک، مدیریت منابع آب و طراحی سامانه های آبیاری و زهکشی در مناطق خشک و شور مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

محیط خاکی چندفازی ، اندازه ذرات ، منحنی رطوبتی ، مکش ماتریک ، هدایت حرارتی خاک