واسنجی دستگاه TDR با استفاده از محفظه‌های مکش آب جهت اندازه گیری‌ غلظت املاح در دو خاک لومی و لوم ماسه‌ای

Abstract

دستگاه TDRبه ابزاری مؤثر و با ارزش در علوم خاک برای اندازه‌‌گیری رطوبت و هدایت الکتریکی توده خاک (ECa) تبدیل گردیده است. لیکن واسنجی آن بخصوص برای اندازه‌گیری غلظت املاح در مقیاس‌ بزرگ و شرایط مزرعه چندان ساده نیست. معمولا برای اندازه‌گیری غلظت املاح توسط TDR چند سری واسنجی نیاز است تا بتوان ابتدا مقاومت ظاهری را بهECa و سپس هدایت الکتریکی توده خاک را به هدایت الکتریکی آب خاک (ECw) مرتبط نمود. در این تحقیق نحوه واسنجی پروب‌های TDR برای اندازه‌گیری غلظت املاح در لایسیمترهای بزرگ حاوی دو نمونه خاک لومی و لوم ماسه‌ای دست نخورده بررسی و پدیده خاصی تحت عنوان پدیده پس‌ماند املاح که ممکن است هنگام واسنجی پروب های TDR برای اندازه‌گیری غلظت املاح اتفاق افتد، معرفی گردیده است. لایسیمترها دارای حجم تقریبی 5/0 متر مکعب و به وسایل اندازه‌گیری مختلف نظیر TDR برای اندازه گیری رطوبت و هدایت الکتریکی خاک، حسگرهای اندازه گیری درجه حرارت، محفظه‌های مکش برای تهیه نمونه آب خاک، باران سنج برای اندازه گیری شدت جریان خروجی و EC متر برای تعیین EC آب خروجی از لایسیمترها، مجهز گردیدند. پس از آبشویی لایسیمترها، دو سری آزمایش برای واسنجی پروب‌ها انجام شد. ابتدا پروب‌ها خارج از خاک در شش سری محلول KCl در بازه صفر تا dS/m 5 واسنجی گردیدند. در این واسنجی ثابت پروب‌ها (Kp) و مقاومت کابل و اتصالات (Zcable) تعیین شدند. سپس، با انجام یک واسنجی دیگر در خاک، بین مقادیرECa اندازه‌گیری شده بوسیله TDR و مقادیر ECw که بوسیله محفظه‌های مکش نمونه برداری شده بودند، ارتباط برقرار گردید. بدین منظور، یک آزمایش انتقال املاح در شرایط غیر اشباع ولی تقریباٌ پایدار رطوبتی بر روی هر یک از لایسیمترها اجراء گردید. مقادیر ثابت پروب‌ها (Kp) و مقاومت کابل و اتصالات مربوطه (Zcable) از یک پروب تا پروب دیگر متفاوت بود. مقادیر Kp بین 009/1 تا 211/1 با ضریب تغییرات 2/25 درصد و مقادیر Zcable بین 009/0 تا 122/1 با ضریب تغییرات 7/61 درصد تغییر نمودند. هنگام ترسیم رابطه بین ECa و ECw رفتار خاصی شبیه پدیده پس‌ماند رطوبتی بین مقادیر اندازه‌گیری شده بوسیله TDR و محفظه‌های مکش مشاهده گردید. این پدیده به وضوح در هر دو خاک مورد مطالعه و در همه پروب‌ها مشاهده گردید. در این مقاله، دلایل این پدیده بحث و راه حل واسنجی پروب‌ها در چنین شرایطی ارائه گردیده است.