تخمين منحني رطوبتي تعدادي از خاك هاي شور و شور و سديمي با استفاده از توابع انتقالي

Estimation of Moisture Retention Curve in Some Saline and Saline-sodic Soils with Pedotransfer Functions

حدود 20 ميليون هكتار از اراضي كشورمان را خاك هاي مبتلا به نمك تشكيل مي دهد. هدف از اين تحقيق اشتقاق توابع انتقالي تعدادي از خاك هاي مبتلا به نمك جهت پيش بيني پارامترهاي معادله وان گنوختن و رطوبت در مكش هاي مختلف با استفاده از خصوصيات زوديافت خاك بود. به همين منظور 68 نمونه خاك از خاك هاي جنوب تهران انتخاب گرديد (خاك هاي شور و شور و سديمي). منحني رطوبتي خاك ها در پتانسيل هاي ماتريك صفر، 10-، 33-، 100-، 300-، 500-، 1000- و 1500- كيلو پاسكال تعيين شدند. فراواني نسبي ذرات خاك، جرم ويژه ظاهري، كربنات كلسيم، كربن آلي، EC و SAR اندازه گيري شده و پارامترهاي معادله وان گنوختن نيز با استفاده از نرم افزار RETC بدست آمد. همچنين كارايي توابع بدست آمده در تخمين منحني رطوبتي با تعدادي از توابعي كه قبلاً توسط محققين مختلف ارايه شده بود (13 تابع) مقايسه گرديد. بطوركلي يافته هاي اين پژوهش نشان داد: 1- با استفاده از توابع انتقالي مي توان نقاط مختلف منحني رطوبتي خاك و پارامترهاي معادله وان گنوختن را به ميزان قابل قبولي تخمين زد (در توابع نقطه اي: 577/0? R2Adj ? 844/0 و 0296/0 ? RMSE(cm3/cm3) ? 0121/0). 2- نتايج آناليز حساسيت نشان داد كه حساسيت اكثر توابع نقطه اي به تغييرات جرم مخصوص ظاهري بيشتر از بقيه متغيرها بوده و نسبت رس به سيلت، EC و شن در مراتب بعدي قرار مي گيرند. 3- با توجه به ضريب پارامتر EC در معادلات و با توجه به ضرايب همبستگي جزيي و نتايج آناليز حساسيت، مقادير بالاي پارامترEC مي تواند تا حدودي توزيع اندازه منافذ و نهايتاً شكل منحني رطوبتي را بواسطه انبساط و انقباض تغيير داده و اين تغييرات را مي توان با وارد كردن متغيرهاي EC و SAR در ايجاد توابع، تا حدودي لحاظ كرد. 4- مقايسه توابع قبلي ارايه شده و توابع بدست آمده نشان مي دهد كه توابع بدست آمده در اين تحقيق، بهترين توابع در تخمين منحني رطوبتي خاك هاي مورد مطالعه مي باشند.

Salt-affected soils cover up to 20 million hectares of our country. The objective of this study was to derive PTFs of some salt-affected soils to predict the parameters of van Genuchten equation and water retention at a pre-defined potential from readily/easily obtainable soil characteristics. For this purpose, 68 soil samples were chosen from south part of Tehran (saline and saline-sodic soils). Moisture retention curve for these samples were determined at matric potential of 0, -10, -33, -100, -300, -500, -1000 and -1500 kPa. Particle size distribution, calcium carbonate, bulk density, organic carbon, EC and SAR were measured and RETC program was used to obtain the Van Genuchten equation parameters. As to the EC and SAR effect on pore size distribution of soil, these parameters were used in pedotransfer functions as predictor parameters. Also, performance of derived functions in estimation of moisture retention curve was compared with a number of functions (13 functions) that previously were provided by different researchers. Generally, the result of this study showed: 1- Water retention at a pre-defined potential and parameters of van Genuchten equation can be estimated by pedotransfer functions with reasonable accuracy (point transfer functions: 0.844 ? R2Adj ? 0.577 and 0.0296 ? RMSE(cm3/cm3) ? 0.0121), 2- Sensitivity analysis results showed that the sensitivity of most point functions to changes in bulk density was more than the rest of the parameters and clay-silt ratio, EC, and sand were at the next levels, 3- Considering the coefficient of EC in the equations, partial coefficients of correlation, and results of sensitivity analysis, higher amounts of EC could somewhat affect pore size distribution and, consequently, the shape of moisture retention curve of the soils. This change, which is caused by swelling and shrinkage, to some extent can be predicted via introduction of EC and SAR parameters in developing the equations,4- Comparison of previous functions with those obtained in this study show that derived functions in this research are the best functions for estimation of soil moisture retention curve.