ارزيابي دستگاه خودكار آشكارساز جبهه رطوبتي براي پايش حركت آب در خاك

Evaluating Automatic Detector of Wetting Front for Monitoring Water Movement in Soil

به‌منظور افزايش بهره‌وري آب در سطح مزارع و هوشمند سازي آبياري يكي از فاكتورهاي مهم ايجاد سامانه‌هايي است كه بتوانند با دقت مناسب و قابل‌قبول مقدار رطوبت خاك را اندازه‌گيري نمايند. در اين ‌ارتباط دستگاه اندازه‌گيري جبهه رطوبتي ساخته‌شده در موسسه تحقيقات خاك و آب در سه بافت سبك (LT)، متوسط (MT) و سنگين (HT) و در سه سطح شوري آب آبياري غير شور (S0)، 5(S1) و dS/m 10(S2) مورد ارزيابي قرار گرفت. پس از جمع‌آوري داده ها نسبت به تحليل آماري و تفسير اقدام و از نتايج آن در مزرعه استفاده شد. سپس براي ارزيابي و واسنجي دستگاه در شرايط مذكور، اقدام به اندازه‌گيري هم‌زمان اعداد دستگاه و نمونه‌گيري از خاك در اعماق معين به فواصل زماني h 24 شد. پس از جمع‌آوري داده هاي مربوط به زمان هاي رسيدن جبهه رطوبتي به اعماق خاك و تغييرات رطوبت خاك با نمونه‌گيري خاك و دستگاه آشكارساز جبهه رطوبتي خاك تجزيه آماري صورت پذيرفت. نتايج نشان داد كه دستگاه در بافت‌هاي مختلف و شوري‌هاي متفاوت واكنش نشان مي دهد. همچنين حساسيت حسگرهاي آن به تغييرات ناگهاني رطوبت خاك ناشي از رسيدن جبهه رطوبتي به عمق معيني از خاك داراي دقت قابل قبولي مي‌باشد. نتايج آماري نشان داد كه دستگاه در تعيين رطوبت خاك در شرايط غير شور حدود 6 تا 9%، در شرايط استفاده از آب‌شور dS/m 5، 28 تا 41% و در شرايط استفاده از آب‌شور dS/m 10، 31 تا 37% داراي خطا مي باشد. شاخص كارايي مدل نيز نشان داد كه اين دستگاه در شرايط غيرشور با كارايي متوسط 0.75 بسيار كاربردي بوده و در شرايط شور با شاخص كارايي منفي غيرقابل توصيه مي‌باشد.

In order to increase water productivity at farm level and smart irrigation, appropriate systems are essential so that can measure the moisture content in a proper and acceptable accuracy. In this regard, the wetting front device was made at the Soil and Water Research Institute and was evaluated in 3 textures: light, medium, and heavy at 3 levels of water salinity: no salinity (S0), 5(S1), and 10 (S2) dS/m. Then, to evaluate and measure the device in the mentioned conditions, it was tried to simultaneously measure the device numbers and soil sampling at certain depths at intervals of 24 h. After collecting data on the time of arrival of the moisture front to the soil depth and changes in soil moisture, statistical analysis was performed by soil sampling and soil detection device. The results showed that the device reacts in different textures and salinities. Moreover, the sensitivity of its sensors to sudden changes in soil moisture due to the arrival of the moisture front to a certain depth of soil has acceptable accuracy. Statistical results showed that the device has about 6 to 9% normal error in determining soil moisture in non-saline conditions, 28 to 41% in terms of using water with salinity of 5 dS/m, and 31-37% when a water with salinity of 10 dS/m was used. The model efficiency index also showed that the device is very useful in non-saline conditions with an average efficiency of 0.75 and is not recommended in saline conditions with negative efficiency index.