كليدواژه :
ﻣﻨﺤﻨﯽ ﻣﺸﺨﺼﻪ آب ﺧاك , ﺑﺮازش , اﺳﺘﺎن ﻓﺎرس , ﻣﺪل دﮐﺴﺘﺮ و ﻫﻤﮑﺎران
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: منحني مشخصه آب خاك نشان‌دهنده رابطه بين رطوبت و مكش ماتريك آب خاك است و در طرح‌هاي آبياري و زهكشي و مسايل مربوط به حركت غير اشباع آب در خاك كاربرد فراوان دارد. اندازه‌گيري مستقيم اين منحني وقت‌گير و پرهزينه است، از اين‌رو تحقيقات زيادي براي تخمين آن به‌طور غير مستقيم انجام شده است كه از جمله آن‌ها مي‌توان به توابع انتقالي اشاره نمود. با استفاده از توابع انتقالي منحني مشخصه به وسيله پارامترهاي زوديافت خاك (مانند مقادير رس، سيلت و شن خاك، چگالي ظاهري و ماده آلي خاك) كه اندازه‌گيري آن‌ها ساده‌تر و متداول‌تر است، قابل تخمين است. از مهم‌ترين خصوصيات هيدروليكي خاك مي‌توان به منحني مشخصه آب خاك اشاره نمود كه بيانگر رابطه بين مكش ماتريك و رطوبت خاك است. اندازه گيري مستقيم اين مدل وقت‌گير و پرهزينه است. بنابراين به جاي اندازه‌گيري مي‌توان اين منحني را از اطلاعات ساده‌تر خاك تخمين زد. از طرف ديگر تاكنون مدل‌هاي بسياري براي برازش بر داده‌هاي اندازه‌گيري شده اين منحني ارائه شده است. اما به ندرت توانايي برازش اين مدل‌ها در خاك‌هاي مختلف بررسي شده است.
مواد و روش‌ها: در اين تحقيق از 30 نمونه خاك سطحي (عمق صفر تا 30 سانتيمتري) مناطق مختلف استان فارس با تنوع بافتي مناسب استفاده شد. خاك‌ها به سه گروه بافتي ريز، متوسط و درشت تقسيم شدند. سپس 10 مدل گاردنر، بروكس و كوري، كمپبل، ونگنوختن، تاني، بولتزمن، فرمي، فردلانگ و زينگ، گرانولت و گرانت و دكستر و همكاران بر داده‌هاي اندازه‌گيري شده منحني مشخصه آب خاك برازش داده شدند و مناسب‌ترين مدل در هر گروه بافتي تعيين گرديد. براي ارزيابي مدل‌هاي مختلف برازش منحني مشخصه بر داده‌هاي اندازه‌گيري شده از تركيب فرمول‌هاي آماري و همبستگي خطي استفاده شد و مقدار ميانيگن مربع انحراف (MSD) محاسبه گرديد.
يافته‌ها: نتايج نشان داد كه برازش مدل‌هاي مختلف در خاك‌هاي با بافت متوسط مناسب‌تر از بافت‌هاي ريز و درشت مي‌باشد. همچنين در بافت ريز مدل‌هاي بروكس و كوري، كمپبل، ونگنوختن، فردلانگ و زينگ، گرانولت و گرانت و دكستر و همكاران، در بافت متوسط مدل‌هاي گاردنر، گرانولت و گرانت و دكستر و همكاران و در بافت درشت مدل‌هاي گاردنر، ونگنوختن، گرانولت و گرانت و دكستر و همكاران مناسب‌تر مي‌باشند. در مجموع نيز با توجه به مقادير MSD مدل دكستر و همكاران بهترين مدل برازش يافته بر داده‌هاي اندازه‌گيري شده تعيين گرديد. همچنين نتايج نشان داد كه مدل معروف ونگنوختن نيز براي برازش بر داده‌ها مناسب مي‌باشد. در مقابل مدل‌هاي تاني، بولتزمن و فرمي براي برازش بر داده‌هاي اندازه‌گيري شده مناسب نبودند.
نتيجه‌گيري: نتيجه‌گيري كلي اين تحقيق نشان داد كه مدل دكستر و همكاران در سه گروه بافتي ريز، متوسط و درشت مناسب‌ترين مدل برازش بر داده‌هاي اندازه‌گيري شده منحني مشخصه در 30 نمونه خاك استان فارس مي‌باشد. مشابه چنين نتيجه‌اي براي خاك‌هاي استان گيلان نيز گزارش شده است.
چكيده لاتين :
Background and Objectives: Soil moisture characteristic curve is one of the most important soil hydraulic properties, and shows the relation between soil suction and soil moisture content. Direct measurement of this curve is costly and time-consuming. Therefore, an alternative to measurement is to estimate this curve using the more easily available soil properties. On the other hand, many models have been presented for fitting to measued data of this curve. However, their fitting ability on different kinds of soil have been rarely investigated.
Materials and Methods: In this study, 30 measured surface soil samples with high variaty texture from the depth of 0 to 30 cm in different regions of Fars province have been used. Selected soils were classified into three textures of fine, medium and coarse. Then, 10 useful soil moisture characteristic curve models (Gardner, Brooks and Corey, Campbell, van Genuchten, Tani, Boltzman, Feremi, Fredlund and Xing, Groenevelt and Grant and Dexter et al.) were fitted on the data, and the parameters of each medel in each soil sample were determined, and then the most appropriate fitted model in each soil group was determined. To determine the best model, the combination of statistical equations and linear correlation was used, and then the value of mean square deviation (MSD) was calculated to evaluate the different models for fitting soil moisture characteristic curve.
Results: The results indicated that the fitted models were better in medium texture group than the fine and coarse texture groups. The results showed that in fine texture group the models of Brooks and Corey, Campbell, van Genuchten, Fredlund and Xing, Groenevelt and Grant and Dexter et al., in medium texture group the models of Gardner, Groenevelt and Grant and Dexter et al., and in coarse texture group the models of Gardner, van Genuchten, Groenevelt and Grant and Dexter et al. were appropriate. Consequently, the results according to the MSD values indicated that the model of Dexter et al. was the most appropriate model for fitting to the measured data of soil moisture characteristic curve. Furthermore, the results of this study showed that the famous model of van Genuchten was good for futting to the measured soil moisture characteristic curve data. On the other hand, the models of Tani, Boltzman and Feremi were not appropriate.
Conclusion: The results of this study investigated that the model of Dexter et al. was better than the other models for three textural group (fine, medium and coarse) for 30 soil samples of Fars province. Also. similar results have been reported by other investigators for the soil samples in Gilan province.
