مقایسه هشت روش تخمین منحنی مشخصه آب خاک برمبنای دو روش تخمین منحنی دانه‌بندی خاک

آب و خاک

مقاله 2، دوره 28، شماره 6، اسفند 1394، صفحه 1085-1094   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v0i0.20280

نویسنده

حمید رضا فولادمند^*

دانشگاه آزاد اسلامی، واحد مرودشت

چکیده

به رابطه بین رطوبت و مکش ماتریک آب خاک، منحنی مشخصه آب خاک گفته می‌شود که اندازه‌گیری آن وقت‌گیر و پرهزینه است. یک روش تخمین منحنی مشخصه آب خاک استفاده از منحنی دانه‌بندی و چگالی ظاهری خاک می‌باشد که در آن از پارامتر مقیاس ()‌ استفاده می‌شود. در این تحقیق از 10 نمونه خاک مختلف منطقه مرودشت در استان فارس استفاده شد و بافت خاک و منحنی مشخصه هر خاک اندازه‌گیری شد. سپس منحنی دانه‌بندی هر خاک از دو روش فولادمند و سپاسخواه (FS) و فولادمند و منصوری (FM) تخمین زده شد و برای تعیین پارامتر مقیاس نیز از هشت روش خطی با نسبت پوکی ثابت (N)، لجستیک با نسبت پوکی ثابت (G)، خطی با نسبت پوکی متغیر (LN)، لجستیک با نسبت پوکی متغیر (LG) و چهار روش‌ بدون وابستگی به بافت خاک آلفا-1 (A1)، آلفا-2 (A2)، آلفا-3 (A3) و آلفا-4 (A4) استفاده شد. بر این اساس منحنی مشخصه هر خاک از 16 حالت مختلف تخمین زده شد و با منحنی مشخصه اندازه‌گیری شده هر خاک مقایسه گردید. برای این منظور از آماره‌های خطای استاندارد (SE)، میانگین هندسی نسبت خطا (GMER) و انحراف معیار هندسی نسبت خطا (GSDER) استفاده شد. نتایج نشان داد مدل FM برای تخمین منحنی دانه‌بندی و به دنبال آن تخمین منحنی مشخصه مناسب‌تر از مدل FS بود. همچنین به طور کلی نتایج کلی نشان داد که حالت‌های FM-A1، FM-A2، FM-A3، FM-N و FM-LN برای تخمین منحنی مشخصه مناسب بود.

کلیدواژه‌ها

منحنی مشخصه آب خاک؛ منحنی دانه‌بندی؛ پارامتر مقیاس؛ روش خطی؛ روش لجستیک

مراجع

1- خوشنودیزدی ع.ا. و قهرمان ب. 1383. بررسی روابط بافت خاک و پارامتر مقیاس بندی برای برآورد رطوبت خاک. مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی. 5(20):34-17.

2- رخشنده‌رو غ.ر. و اسلامی‌حقیقت ع. 1387. ارزیابی منحنی مشخصه آب و خاک بر اساس تئوری تخلخل موضعی. آب و فاضلاب. 66: 76-67.

3- رضایی ح.، نیشابوری م.ر. و سپاسخواه ع.ر. 1384. ارزیابی مدل‌های شبیه‌سازی منحنی مشخصه آب خاک بر اساس توزیع دانه‌بندی ذرات خاک. دانش کشاورزی. 15(2):130-119.

4- رضایی ع. و نیشابوری م.ر. 1381. تخمین منحنی خصوصیات آب خاک از منحنی توزیع اندازه ذرات، جرم مخصوص ظاهری و حقیقی خاک. دانش کشاورزی. 12(3):37-29.

5- رضایی ل.، شعبانپور م. و دواتگر ن. 1390. برآورد پارامتر مقیاس به روش‌های مختلف در مدل آریا و پاریس برای بهبود تخمین منحنی مشخصه آب خاک. دانش آب و خاک. 21(3):114-103.

6- فولادمند ح.ر. 1386. بهبود تخمین منحنی مشخصه آب خاک با استفاده از منحنی دانه‌بندی و چگالی ظاهری خاک. علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی. 11(41- الف):73-63.

7- فولادمند ح.ر. 1390. تخمین منحنی مشخصه آب خاک با استفاده از چند روش محاسبه عامل مقیاس‌بندی. پژوهش‌های حفاظت آب و خاک. 18(1):213-199.

8- فولادمند ح.ر.، سپاسخواه ع.ر. و نیازی ج. 1383. تخمین منحنی مشخصه آب خاک با استفاده از منحنی دانه‌بندی و چگالی ظاهری خاک. علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی. 8(3):13-1.

9- قنبریان علویجه ب.، لیاقت ع.م.، شرفا م. و مقیمی عراقی س. 1387. پیش‌بینی منحنی مشخصه رطوبتی با استفاده از منحنی دانه‌بندی خاک. مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی. 9(1):80-63.

10- Arya L.M., and Paris J.F. 1981. A physico-empirical model to predict the soil moisture characteristic from particle-size distribution and bulk density. Soil Science Society of America Journal, 45:1023-1030.

11- Arya L.M., Leij F.J., Van Genuchten M.Th., and Shouse P.J. 1999. Scaling parameter to predict the soil water characteristic from particle-size distribution data. Soil Science Society of America Journal, 63:510-519.

12- Fooladmand H.R., and Habibi M. 2012. Estimating soil water characteristic curve based on soil-particle-size distribution curve and local void ratio. African Journal of Agricultural Research, 7(14):2197-2204.

13- Fooladmand H.R., and Mansuri M. 2013. Comparison of two models for estimating soil particle-size distribution curve based on soil textural data. Archives of Agronomy and Soil Science, 59:83-92.

14- Fooladmand H.R., and Sepaskhah A.R. 2006. Improved estimation of the soil particle-size distribution from textural data. Biosystems Engineering, 94:133-138.

15- Fredlund M.D., Fredlund D.G., and Wilson G.W. 2000. An equation to represent grain-size distribution. Canadian Geotechnical Journal, 37:817-827.

16- Sepaskhah A.R., and Rafiee M.R. 2008. Evaluation of scaling parameter to predict soil water characteristic curve using improved particle-size distribution. Iranian Journal of Science and Technology, 32(B5):549-556.

17- Shirazi M.A., and Boersma L. 1984. A unifying quantitative analysis of soil texture. Soil Science Society of America Journal, 48: 142-147.

18- Skaggs T.H., Arya L.M., Shouse P.J., and Mohanty B.P. 2001. Estimating particle-size distribution from limited soil texture data. Soil Science Society of America Journal, 65:1038-1044.

19- Tietje O., and Hennings V. 1996. Accuracy of the saturated hydraulic conductivity prediction by pedo-transfer functions compared to the variability within FAO textural classes. Geoderma, 69: 71-84.

20- Tyler S.W., and Wheatcraft S.W. 1989. Application of fractal mathematics to soil water retention estimation. Soil Science Society of America Journal, 53:987-996.

21- Van Genuchten M.Th. 1980. A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils. Soil Science Society of America Journal, 44: 892-898.

22- Vaz C.M.P., Iossi M.F., Naime J.M., Macedo A., Reichert J.M., Reinert D.J., and Cooper M. 2005. Validation of the Arya and Paris water retention model for Brazilian soils. Soil Science Society of America Journal, 69: 577-583.

23- Wagner B., Tarnawski V.R., Hennings V., Muller U., Wessoleu G., and Plagge R. 2001. Evaluation of pedotransfer functions for unsaturated soil hydraulic conductivity using an independent data set. Geoderma, 102: 275– 297.