مقايسه روشهاي برآورد نسبت پخشيدگي اكسيژن و گذرپذيري هوا با استفاده از اشباع موثر و مقدار رطوبت خاك

Comparison of Methods to Estimate The Oxygen Diffusion Ratio and Air Permeability by Using The Effective Saturated and Soil Moisture

پخشيدگي گاز در خاك نسبت به پخشيدگي آن در اتمسفر (DP/D0) و نيز گذرپذيري هوا درخاك (Ka) تابع خصوصيات فيزيكي خاك نظير اندازه و پيوستگي منافذ و همچنين تخلخل تهويه اي است. پخشيدگي گاز در خاك نيز بر اساس خصوصيات شكل، اندازه و پيچ‏خوردگي منافذ و مقدار رطوبت خاك (?) متفاوت مي باشد و به همين خاطر اندازه گيري مستقيم آنها سخت و زمان بر مي باشد. در اين تحقيق تعداد 30 نمونه خاك از كلاسهاي بافتي مختلف بصورت دست نخورده با استفاده از استوانه فولادي تهيه و در اشباع موثر (Se) و ? متعدد، مقادير DP/D0 با روش حالت غيرماندگار پخشيدگي گاز اكسيژن (DP) و Ka با روش بار افتان اندازه گيري و تغييرات آنها با Se و ? به صورت معادله رگرسيوني بدست آمد. نتايج نشان داد كه با افزايش ميزان Se و ? خاك DP/D0 و Ka بصورت تابع لگاريتمي كاهش و حداكثر و حداقل مقدار آنها به ترتيب در رطوبت‏هاي كم و زياد (نزديك اشباع) بدست آمد. تحليل نتايج حاصله بر اساس معيارهاي R2 ، RMSE و GMER نشان مي دهد كه استفاده ازSe باعث افزايش چشمگير در دقت برآورد مي شود. همچنين طبق نتايج بدست آمده مي‏توان از مقدار Se و ? خاك به منظور برآورد DP/D0 و Ka استفاده كرد بدون اينكه نيازي به اندازه گيري مستقيم اين دو خصوصيت ‏باشد.

Gas diffusion ratio in the soil in compare to diffusion in the atmosphere (DP/D0) and air permeability in the soil (Ka) is a function of soil physical characteristic, including pore size, continuity and air porosity. Also gas diffusion in soil is different based on the shape, moisture content (?), size and pore tortuosity. Therefore direct measurement is difficult and time consuming. In this study, 30 number of soil samples from different texture classes were prepared as undisturbed soil using a steel cylinder. At different eeffective saturation (Se) and ? content, DP/D0 values were measured with oxygen diffusion unsteady method and Ka was measured with falling head method. The regression equation of their variation with the moisture and Se was obtained. The results showed that with increase in soil ? and Se, DP/D0 and Ka decreased as a logarithmic function. Maximum and minimum value are obtained, at low and high humidity (near saturation), respectively. Analysis of the results according to R2, RMSE and GMER showed that use Se caused a significant increase in the accuracy of estimated. Also based on the results, the amount of soil Se and ? can be used to estimate DP/D0 and Ka , without direct measurement of them.