علوم آب و خاک

---

ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک و شرایط آزمایش بر پایداری ساختمان خاک مؤثرند. در این پژوهش اثر شرایط آزمایش در کنار ویژگی‌های ذاتی بر پایداری خاکدانه‌های شماری از خاک‌های استان همدان به کمک روش الک تر و اندازه‌گیری مقاومت کششی خاکدانه‌ها بررسی شد. از دو شاخص میانگین وزنی قطر (MWD) و مقاومت کششی (Y) خاکدانه‌ها برای بیان پایداری ساختمان خاک استفاده شد. در روش الک تر و با استفاده از پیش-تیمار مرطوب کردن آهسته، سه زمان متفاوت (5، 10 و 15 دقیقه) الک‌کردن خاکدانه‌ها در آب به منظور اعمال تنش‌های مکانیکی- آبی در نظر گرفته شد. مقاومت کششی خاکدانه‌ها نیز در دو شرایط رطوبتی هوا-خشک و مکش ماتریک  500kPa به روش غیرمستقیم برزیلی اندازه‌گیری شد. با توجه به پایداری ساختمانی نسبتاً ضعیف خاک‌های همدان که از ویژگی‌های مناطق خشک و نیمه‌خشک است، زمان‌های کوتاه الک کردن خاکدانه‌ها برای تشخیص تغییرات پایداری ساختمان ناشی از ویژگی‌های ذاتی مناسب‌تر بود. در بین ویژگی‌های مؤثر بر MWD، بیشترین نقش مربوط به ماده ‌آلی بود. از سه ویژگی ذاتی ماده آلی، رس و کربنات کلسیم که اثر آنها بر Y خاکدانه‌ها بررسی شد، تأثیر ماده آلی به مراتب بیشتر از دو ویژگی دیگر بود. بالاترین ضریب تبیین (R²) برای رابطه Y خاکدانه‌ها با ویژگی‌های ذاتی خاک‌های مورد بررسی در مکش ماتریک 500kPa حاصل شد. نقش ماده آلی در این خاک‌ها در ایجاد خاکدانه های پایدار نسبت به سایر ویژگی‌های خاک بیشتر قابل توجه است. نتایج این پژوهش، زمان‌های کوتاه الک کردن (5 دقیقه در الک تر) و مکش ماتریک 500kPa  را برای اندازه‌گیری مقاومت کششی برای ارزیابی پایداری ساختمان خاک‌های استان همدان توصیه می‌کند.

---

اثر ویژگی‌های ذاتی خاک بر پایداری ساختمان خاک مورد ارزیابی قرار گرفت. نمونه‌های خاک (33 سری) از استان همدان به گونه‌ای انتخاب شد که دامنه گسترده‌ای از ویژگی‌های ذاتی و پایداری ساختمان خاک را دربرگیرند. دو شاخص پایداری ساختمان خاک شامل میانگین وزنی قطر خاکدانه‌ها (MWD) با استفاده از روش یودر و شاخص دبوت- دلینهیر (DDI) مورد استفاده قرار گرفت. پیش از آزمایش الک تر خاکدانه‌ها دو پیش- تیمار رطوبتی به صورت (مرطوب شدن سریع تا اشباع و مرطوب شدن آهسته تا مکش ماتریک kPa 30) اعمال گردید. روابط رگرسیون خطی و چندگانه بین MWD و DDI با ویژگی‌های ذاتی خاک (مقدار ماده آلی، رس، رس ریز، سیلت، شن، کربنات کلسیم، رسانایی الکتریکی و واکنش خاک) تعیین گردید. نتایج نشان داد که مقدار ماده آلی خاک بیشترین تأثیر را بر شاخص‌های ذکر شده داشت. پس از ماده آلی، رس، رس ریز و کربنات کلسیم به ترتیب تأثیرگذار بودند. مرطوب کردن سریع باعث خرد شدن بیشتر خاکدانه‌ها به علت انرژی تخریبی آن، محبوس شدن هوا و آماس غیریکنواخت خاک شد. در حالی که مرطوب شدن آهسته تفاوت خاک‌های با پایداری ساختمان کم را بهتر نشان داد. این پژوهش نشان داد پس از تأثیر ماده آلی، رس ریز عامل مؤثرتری نسبت به کل رس بر شاخص‌های پایداری ساختمان خاک است و هم‌چنین ضریب تبیین بالایی (75%< 2R) بین MWD و DDI وجود دارد و این دو شاخص برای ارزیابی پایداری خاکدانه‌ها در استان همدان پیشنهاد می‌شود.

---

آلودگی نفتی یکی از بحران‌های مهم زیست محیطی است که کشورهای دارای صنعت نفت با آن مواجه می‌باشند. به‌منظور بررسی اثر آلودگی نفتی بر آب‌گریزی خاک و ارتباط آن با پایداری ساختمان خاک، این پژوهش در منطقه بختیاردشت اصفهان و در قطعه زمینی آلوده به ترکیبات نفتی در فضای سبز اطراف پالایشگاه نفت اصفهان انجام شد. پس از تعیین مکان‌های آلوده و شاهد، آزمایش آب‌گریزی خاک به‌روش زمان نفوذ قطره آب (WDPT) در مکان‌های آلوده انجام شد و نمونه‌های خاک با حداقل به‌هم‌خوردگی برداشت شده و برخی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک‌ها اندازه‌گیری شد. برای ارزیابی پایداری ساختمان خاک، از روش‌های الک تر و رس قابل پراکنش مکانیکی (MDC) استفاده شد و شاخص‌های میانگین وزنی قطر (MWD) و میانگین هندسی قطر (GMD) خاکدانه‌ها و MDC محاسبه شدند. نتایج نشان داد اثر افزایشی آلودگی نفتی بر MWD و GMD و اثر کاهشی آن بر MDC از دیدگاه آماری معنی‌دار شد. با افزایش غلظت کل پلی‌هیدروکربن‌ها (TPHs)، آب‌گریزی خاک افزایش یافت. هم‌بستگی مثبت معنی‌داری بین آب‌گریزی و GMD در خاک‌ها به‌دست آمد. ولی غلظت‌های TPHs بیش‌تر از 4/6 درصد در خاک، سبب کاهش MWD و GMD شد که می‌تواند به‌دلیل افزایش دافعه آنیونی بین ذرات رس و گروه‌های عاملی هیدروکربن‌ها باشد. اگرچه آب‌گریزی سبب افزایش پایداری ساختمان خاک در مکان‌های آلوده به نفت نسبت به مکان‌های شاهد شد ولی کاهش شدید نگه‌داشت آب خاک در اثر آلودگی نفتی شرایط نامساعدی را برای فضای سبز منطقه ایجاد نموده است.