تاثير ميزان رس و مينرالوژي بر ضريب دي الكتريك خاك براي اندازه گيري ميزان رطوبت حجمي خاك با TDR

The effects of amount and type of clay minerals on soil dielectric constant for measuring water content with Time Domain Reflectometry

چكيده 1 به طور قابل توجهي براي اندازهگيري مقدار رطوبت (TDR) در سال هاي اخير انعكاس سنج زماني مورد استفاده قرارگرفته است. ميزان و نوع رس در خاكهاي سنگين بافت باعث تغيير در ميزان ضريب ديالكتريك 2 در خاك ميشود كه اين تغيير باعث خطا در برآورد مقدار رطوبت خاك ميگردد. اگرچه مطالعات زيادي تاثير مقدار رس را بر ضريب ديالكتريك بررسي كردهاند اما تاثير نوع رس بر ضريب دي- الكتريك خاك كمتر مورد توجه قرار گرفته است. هدف از اين مطالعه تاثير مقدار رس و نوع رس (مينرالوژي) بر ميزان ضريب ديالكتريك خاكهاي سنگين بافت بود. در اين راستا خاكهايي با بافت هاي مختلف چون رسي، لوم رسي، لوم، رس سيلتي، رس شني نمونهبرداري گرديد. نتايج به دست آمده نشان داد كه، افزايش مقدار رس به دليل تاثير آب پيوندي 3 و كاهش زمان تاخير 4 باعث 5كمتر برآورد كردن مقدار ضريب ديالكتريك خاك و مقدار رطوبت حجمي آن مي شود. خاكهاي با رس اسمكتايت بيش از ديگر كانيها بر ميزان ضريب ديالكتريك موثر بوده و باعث افزايش زيادي در ضريب دي الكتريك گشتند. همچنين نتايج نشان داد مدلي كه چهار فاز (جامد، هوا، آب آزاد و آب پيوندي) را در بر ميگيرد، در خاكهاي غير شور نتايج قابل قبولي براي اندازهگيري مقدار رطوبت حجمي نشان مي دهد. در خاكهاي شور اين مدل نميتواند مقدار دقيق رطوبت خاك را تعيين كند. به عبارت ديگر نوع رس و شوري ميتواند تاثير زيادي بر ميزان ضريب دي الكتريك و در نهايت مقدار رطوبت خاك داشته باشد. رطوبت خاك، مقدار رس، مينرالوژي رس ،(TDR) واژه هاي كليدي: انعكاس سنج زماني

Time domain reflectometry (TDR) is used for determining soil water content nowadays. Amount and type of clay minerals in heavy soil can affect soil dielectric constant and cause the error in soil water content. The effect of the amount of clay minerals on soil water content was the subject of many researchers, but they did not work on the effect of the type of clay minerals. The aim of this research was the effect of type and amount of clay minerals on dielectric constant in heavy soils. For this purpose soil samples with different textures including clay, clay loam, loam, silty clay and sandy clay were taken. The results showed that with increasing the clay content, due to bound water and delay time, the soil dielectric constant decreased and consequently soil water content has been shown less than the real amount .The results also showed that Smectite group increased soil dielectric constant. Our results showed that the presented model with four phases including solid, air, bound water and free water in non saline soils presents acceptable results for volumetric water content. But in saline soil this model did not show accurate results. Consequently, soil salinity and clay type can affect on soil dielectric constant and water content. Keywords: Clay content; Clay type; Soil water content; Time Domain Reflectometry (TDR) 1