مقايسه هشت روش تخمين منحني مشخصه آب خاك برمبناي دو روش تخمين منحني دانه‌بندي خاك

Comparison Eight Methods for Estimating Soil Moisture Characteristic Curve Based on Two Methods for Estimating Soil Particle Size Distribution Curve

به رابطه بین رطوبت و مكش ماتریك آب خاك، منحنی مشخصه آب خاك گفته می‌شود كه اندازه‌گیری آن وقت‌گیر و پرهزینه است. یك روش تخمین منحنی مشخصه آب خاك استفاده از منحنی دانه‌بندی و چگالی ظاهری خاك می‌باشد كه در آن از پارامتر مقیاس ()‌ استفاده می‌شود. در این تحقیق از 10 نمونه خاك مختلف منطقه مرودشت در استان فارس استفاده شد و بافت خاك و منحنی مشخصه هر خاك اندازه‌گیری شد. سپس منحنی دانه‌بندی هر خاك از دو روش فولادمند و سپاسخواه (FS) و فولادمند و منصوری (FM) تخمین زده شد و برای تعیین پارامتر مقیاس نیز از هشت روش خطی با نسبت پوكی ثابت (N)، لجستیك با نسبت پوكی ثابت (G)، خطی با نسبت پوكی متغیر (LN)، لجستیك با نسبت پوكی متغیر (LG) و چهار روش‌ بدون وابستگی به بافت خاك آلفا-1 (A1)، آلفا-2 (A2)، آلفا-3 (A3) و آلفا-4 (A4) استفاده شد. بر این اساس منحنی مشخصه هر خاك از 16 حالت مختلف تخمین زده شد و با منحنی مشخصه اندازه‌گیری شده هر خاك مقایسه گردید. برای این منظور از آماره‌های خطای استاندارد (SE)، میانگین هندسی نسبت خطا (GMER) و انحراف معیار هندسی نسبت خطا (GSDER) استفاده شد. نتایج نشان داد مدل FM برای تخمین منحنی دانه‌بندی و به دنبال آن تخمین منحنی مشخصه مناسب‌تر از مدل FS بود. همچنین به طور كلی نتایج كلی نشان داد كه حالت‌های FM-A1، FM-A2، FM-A3، FM-N و FM-LN برای تخمین منحنی مشخصه مناسب بود.

The relationship between soil moisture and soil matric suction is called soil moisture characteristic curve, which its measurement is time-consuming and expensive. One of the estimation methods of soil moisture characteristic curve is using the soil particle size distribution curve and bulk density which contains a scaling parameter (). In this study, 10 soil samples were selected from Marvdasht region in Fars province, and soil texture and soil moisture characteristic curve of each soil were measured. Then, the soil particle size distribution curve of each soil was estimated based on Fooladmand and Sepaskhah model (FS) and Fooladmand and Mansuri model (FM), and also eight methods were used for determining the scaling parameter including linear procedure with constant void ratio (N), logistic procedure with constant void ratio (G), linear procedure with local void ratio (LN), logistic procedure with local void ratio (LG), Alfa-1 (A1), Alfa-2 (A2), Alfa-3 (A3) and Alfa-4 (A4). Therefore, the soil moisture characteristic curve of each soil was estimated with 16 different methods, and all of them were compared with measured soil moisture characteristic curve data. For this purpose, Standard error (SE), geometric mean error ratio (GMER) and geometric standard deviation of the error ratio (GSDER) were used. The results sowed that the FM model for estimating the soil particle size distribution curve and then estimation the soil moisture characteristic curve was better than the FS model. In general, the results indicated that the procedures of FM-A1, FM-A2, FM-A3, FM-N and FM-LN were appropriate for estimating the soil moisture characteristic curve.