برازش مدل‌های مختلف منحنی مشخصه آب خاک بر 30 نمونه خاک استان فارس

Abstract

سابقه و هدف: منحنی مشخصه آب خاک نشان‌دهنده رابطه بین رطوبت و مکش ماتریک آب خاک است و در طرح‌های آبیاری و زهکشی و مسایل مربوط به حرکت غیر اشباع آب در خاک کاربرد فراوان دارد. اندازه‌گیری مستقیم این منحنی وقت‌گیر و پرهزینه است، از این‌رو تحقیقات زیادی برای تخمین آن به‌طور غیر مستقیم انجام شده است که از جمله آن‌ها می‌توان به توابع انتقالی اشاره نمود. با استفاده از توابع انتقالی منحنی مشخصه به وسیله پارامترهای زودیافت خاک (مانند مقادیر رس، سیلت و شن خاک، چگالی ظاهری و ماده آلی خاک) که اندازه‌گیری آن‌ها ساده‌تر و متداول‌تر است، قابل تخمین است. از مهم‌ترین خصوصیات هیدرولیکی خاک می‌توان به منحنی مشخصه آب خاک اشاره نمود که بیانگر رابطه بین مکش ماتریک و رطوبت خاک است. اندازه گیری مستقیم این مدل وقت‌گیر و پرهزینه است. بنابراین به جای اندازه‌گیری می‌توان این منحنی را از اطلاعات ساده‌تر خاک تخمین زد. از طرف دیگر تاکنون مدل‌های بسیاری برای برازش بر داده‌های اندازه‌گیری شده این منحنی ارائه شده است. اما به ندرت توانایی برازش این مدل‌ها در خاک‌های مختلف بررسی شده است. <br /> مواد و روش‌ها: در این تحقیق از 30 نمونه خاک سطحی (عمق صفر تا 30 سانتیمتری) مناطق مختلف استان فارس با تنوع بافتی مناسب استفاده شد. خاک‌ها به سه گروه بافتی ریز، متوسط و درشت تقسیم‌ شدند. سپس 10 مدل گاردنر، بروکس و کوری، کمپبل، ونگنوختن، تانی، بولتزمن، فرمی، فردلانگ و زینگ، گرانولت و گرانت و دکستر و همکاران بر داده‌های اندازه‌گیری شده منحنی مشخصه آب خاک برازش داده شدند و مناسب‌ترین مدل در هر گروه بافتی تعیین گردید. برای ارزیابی مدل‌های مختلف برازش منحنی مشخصه بر داده‌های اندازه‌گیری شده از ترکیب فرمول‌های آماری و همبستگی خطی استفاده شد و مقدار میانیگن مربع انحراف (MSD) محاسبه گردید. <br /> یافته‌ها: نتایج نشان داد که برازش مدل‌های مختلف در خاک‌های با بافت متوسط مناسب‌تر از بافت‌های ریز و درشت می‌باشد. همچنین در بافت‌ ریز مدل‌های بروکس و کوری، کمپبل، ونگنوختن، فردلانگ و زینگ، گرانولت و گرانت و دکستر و همکاران، در بافت متوسط مدل‌های گاردنر، گرانولت و گرانت و دکستر و همکاران و در بافت درشت مدل‌های گاردنر، ونگنوختن، گرانولت و گرانت و دکستر و همکاران مناسب‌تر می‌باشند. در مجموع نیز با توجه به مقادیر MSD مدل دکستر و همکاران بهترین مدل برازش یافته بر داده‌های اندازه‌گیری شده تعیین گردید. همچنین نتایج نشان داد که مدل معروف ونگنوختن نیز برای برازش بر داده‌ها مناسب می‌باشد. در مقابل مدل‌های تانی، بولتزمن و فرمی برای برازش بر داده‌های اندازه‌گیری شده مناسب نبودند.<br /> نتیجه‌گیری: نتیجه‌گیری کلی این تحقیق نشان داد که مدل دکستر و همکاران در سه گروه بافتی ریز، متوسط و درشت مناسب‌ترین مدل برازش بر داده‌های اندازه‌گیری شده منحنی مشخصه در 30 نمونه خاک استان فارس می‌باشد. مشابه چنین نتیجه‌ای برای خاک‌های استان گیلان نیز گزارش شده است.