مقياس بندي منحني مشخصه رطوبتي خاك هاي غيرمتشابه

Scaling water retention curves of dissimilar soils

براي تخمين ميزان تغيير مكاني توابع هيدروليكي خاك، روش هاي مقياس بندي توسعه يافته اند. از اين ميان، روش هاي داراي پايه فيزيكي به دليل امكان تخمين فاكتورهاي مقياس از روي ويژگي هاي فيزيكي خاك، مطلوب تر بوده اند. در اين راستا، كوزوگي و هاپمنز با اين فرض كه توزيع اندازه ي منافذ خاك از توزيع لوگ- نرمال پيروي مي كند، روشي را ارايه كردند كه براي مقياس بندي منحني رطوبتي از پايه اي فيزيكي برخوردار بود. اما كاربرد اين روش نيز همانند روش هاي پيشين به خاك-هاي متشابه محدود مي شود. براي رفع اين محدوديت، در اين مقاله روشي پيشنهاد مي شود كه براي خاك هاي غيرمتشابه پايه ي فيزيكي دارد. با استفاده از اين روش، داده هاي مربوط به گستره ي وسيعي از خاك ها را مي‌توان بدون نياز به شرط تشابه خاك ها مي توانند با هم مقياس و با يك منحني نمايي يكتا نمايش داد. اين روش با 487 سري از داده هاي منحني رطوبتي برگرفته از پايگاه UNSODA شامل تمامي كلاس هاي بافتي خاك، از شن تا رس، صحت سنجي شد. نتايج نشان داد كه روش پيشنهادي در مقياس بندي منحني هاي رطوبتي عملكرد بهتري نسبت به روش كوزوگي و هاپمنز دارد. به نحوي كه پارامتر تعريف شده براي خطاي مقياس بندي براي روش هاي پيشنهادي و كوزوگي و هاپمنز به ترتيب برابر با 074/0 و 105/0 به دست آمد. به علاوه نشان داده شد كه بر خلاف روش هاي پيشين، خطاي مقياس بندي در روش پيشنهادي به بافت خاك بستگي ندارد و تمامي خاك ها براي مقياس بندي از احتمال برابر برخوردارند.

Scaling methods have been developed to describe the spatial variability of soils. Among them, physically based methods are more desirable in which the scaling factors can be estimated from the soil physical properties. Assuming that the pore size distribution of soils is lognormally distributed, Kosugi and Hopmans developed a physically based method to scale the water retention curve. However, similar to the previous methods, application of this method is limited to the similar soils. To alleviate this limitation, in this paper, a physically based method is proposed for dissimilar soils. Using this method, data of a wide textural range of soils can be scaled without the similarity condition and can be represented by a unique exponential reference curve. This method was validated using 487 sets of soil retention curves taken from UNSODA database including all the textural classes from sand to clay. The results showed that the proposed method had a better performance in scaling the retention curves than that of Kosugi and Hopmans. The criteria defined here for scaling error was obtained equal to 0.074 and 0.105 for the proposed and Kosugi-Hopmans method, respectively. In addition, it was shown that, in contrast to the previous methods, the scaling error of the proposed method does not depend on the soil texture and all the soils have an equal chance for being scaled.