اصلاح روش خطی تعیین پارامتر عامل مقیاس جهت تخمین منحنی مشخصه رطوبتی خاک

Abstract

منحنی مشخصه آب خاک نقش مهمی در علوم مربوط به آب و خاک دارد و روش‌های آزمایشگاهی برآورد آن گران و همراه با خطا است. بنابراین بسیاری از محققان منحنی رطوبتی خاک را مدل سازی کرده‌اند. یکی از این روش‌ها بر اساس تشابه منحنی دانه‌بندی و منحنی مشخصه آب خاک بنا نهاده شده‌است که در سال 1981 توسط آریا و پاریس ارائه گردید. مهمترین پارامتر این مدل، پارامتر عامل مقیاس (α) نام دارد که برای هر نوع بافت خاک مقداری ثابت در نظر گرفته شده و یا از روش‌های خطی و لوجستیک محاسبه می‌گردد. هدف از این پژوهش توسعه یک راه‌کار جهت اصلاح روش خطی در برآورد پارامتر α می‌باشد. در این تحقیق به جای استفاده از برازش یک خط در روش آریا و پاریس، سه خط برازش داده ‌شده مورد استفاده قرار گرفت. در این راستا مقادیر مکش‌ به سه کلاس 0-100 ، 100-1000 و بزرگتر از 1000 سانتی‌متر طبقه‌بندی و برای هر کلاس یک خط برازش داده شد. در این تحقیق داده‌های پایگاه اطلاعاتی UNSODA برای پنج بافت شن، لوم شن، لوم، سیلت لوم و رس مورد استفاده گرفت. برای مقایسه روش پیشنهادی با روش ارائه شده توسط آریا و همکاران ، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) بین رطوبت های تخمینی و تجربی محاسبه گردید. مقایسه روش خطی و روش خطی اصلاح شده نشان داد که RMSE کاهش یافت. حداقل و حداکثر کاهش بر اساس نوع بافت خاک به ترتیب 09/0 و 743/1 متر مکعب بر متر مکعب بود. این کاهش در مقایسه روش‌های خطی اصلاح شده و لوجستیک تکرار گردید وحداقل و حداکثر کاهش به ترتیب به 108/0 و 366/1 متر مکعب بر متر مکعب رسید. دلیل این کاهش برآورد دقیق‌تر ناحیه مربوط به مکش‌های متوسط و زیاد در روش خطی اصلاح شده بود.