ارزيابي برخي مدل‌هاي انقباض در خاك‌هاي آماس‌پذير در دشت زرين استان چهارمحال و بختياري

Evaluation of Some Shrinkage Models in Swelling Soils of Zarrin Plain in Chaharmahal and Bakhtiari Province

حجم خاك‌هاي ورتي‌سول با تغيير رطوبت، تغيير كرده و موجب دگرگوني آرايش خلل و فرج خاك مي‌گردد. منحني انقباض، ميزان تغيير تخلخل خاك را در اثر كاهش رطوبت خاك نشان مي‌دهد. به‌منظور كمّي‌سازي اين منحني، مدل‌هاي زيادي ارايه شده است. هدف از اين پژوهش، ارزيابي مدل‌هاي مك‌گري و مالافنت، گرانولت و گرنت، پنگ و هورن و كورنليس و همكاران در برآورد منحني انقباض برخي خاك‌هاي آماس‌پذير دشت زرين واقع در استان چهارمحال و بختياري بود. بدين منظور، 35 نمونه خاك از منطقه موردنظر به گونه‌اي انتخاب شد كه دامنه‌اي وسيع از انقباض خاك را پوشش دهند. منحني انقباض خاك‌ها به وسيله دستگاه صفحات فشاري اندازه‌گيري شد. مدل‌هاي يادشده به داده‌هاي اندازه‌گيري‌شده برازش داده شد. سپس كارآيي هر يك از مدل‌ها در برآورد منحني انقباض خاك با استفاده از آماره‌هاي ريشه ميانگين مربعات خطا ، ميانگين خطا ، قدرمطلق ميانگين خطا و شاخص اطلاعاتي آكايكه ارزيابي شد. همچنين احتمال صحيح بودن مدل با كمترين AIC محاسبه شد. نتايج نشان داد مدل‌هاي يادشده قادر به بيان بخش اعظمي از تغييرات منحني انقباض در خاك‌هاي مورد مطالعه بوده‌اند. با اين وجود، مدل گرانولت و گرنت، با AIC برابر با 29/57- و مقادير RMSE، ME و AME به ترتيب 00052/0، 00122/0- و 0054/0 سانتي‌متر مكعب بر سانتي‌متر مكعب در مقايسه با ساير مدل‌ها كارآيي بيشتري در برآورد منحني انقباض اين خاك‌ها داشت. بر اين اساس، مدل مك‌گري و مالافنت با AIC برابر با 82/48- و RMSE، AME و ME به ترتيب برابر با 0122/0، 0101/0 و 00342/0 سانتي‌متر مكعب بر سانتي‌متر مكعب عملكرد پاييني براي برآورد منحني انقباض اين خاك‌ها نشان داد. بنابراين جهت برآورد منحني انقباض در خاك‌هاي آماس‌پذير اين منطقه، استفاده از مدل گرانولت و گرنت پيشنهاد مي‌شود.

Volume of vertisols changes by variation in soil water content and it causes re-arrangement of soil pores. Shrinkage curve shows the relation between soil porosity and soil moisture. Many models are presented to quantify shrinkage curve. The objective of this study was to evaluate McGarry and Malafant, Groenevelt and Grant, Peng and Horn, and Cornelis et al models for estimating shrinkage curve of some swelling soils of Dashte Zarrin, Chaharmahal-o- Bakhtiari province, Iran. Therefore, 35 soil samples were randomly selected from 0-30 cm depth of the selected site. Soil shrinkage curves were measured using pressure plate apparatus. The mentioned models were fitted to the measured shrinkage curve data. Then, performance of the models was evaluated using root of mean square error (RMSE), mean error (ME), absolute value of mean error (AME) and Akaike information criterion (AIC). Results showed that the models could describe most parts of the variation of shrinkage curve in the study soils. However, Groenevelt and Grant model with the AIC equal to -57.29, RMSE of 0.00052 cm3.cm-3, ME of -0.00122 cm3.cm-3, and AME equal to 0.0054 cm3.cm-3 was the best model. McGarry and Malafant model had the lowest performance, with AIC equal to -48.82 and RMSE, ME and AME values equal to 0.0122, 0.00342 and 0.0101 cm3.cm-3, respectively. Thus, for predicting the soils shrinkage curve of the study site, application of Groenevelt and Grant model is suggested.