تخمین منحنی رطوبتی آب خاک با استفاده از پارامترهای زود یافت خاک بر اساس مدل فرکتالی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

دانشگاه زابل

10.22125/iwe.2020.120719

چکیده

به دست آوردن منحنی رطوبتی در آزمایشگاه زمان­بر و پرهزینه است. لذا تخمین رطوبت خاک با استفاده از خصوصیات پایه ای خاک از اهمیت ویژهای برخوردار است. هدف از این تحقیق محاسبه منحنی رطوبتی آب خاک با استفاده از پارامتر­های زود یافت خاک و استفاده هندسه فرکتال می­باشد. در این تحقیق از مدل تایلر و ویت-کرافت به منظور محاسبه منحنی رطوبتی استفاده شد. به منظور محاسبه بعد فرکتال در مدل تایلر-ویت کرافت ( ) با استفاده از پارامترهای زود یافت خاک از چهار روش شامل 1- بر اساس درصد رس با رابطه غیر خطی 2- بر اساس درصد شن، سیلت و رس، 3- درصد رس با رابطه خطی و 4- بر اساس بعد فرکتال اندازه ذرات بدست آمده از درصد شن، سیلت و رس استفاده گردید. برای این پژوهش از 30 نمونه خاک مناطق شمالی ایران با شش کلاس بافتی لوم ، لوم رسی ، رسی ، لوم رس شنی، سیلتی لوم  و لوم شنی استفاده شد.  دارای بیشترین مقدار برابر با 909/2 در خاک رسی و کمترین مقدار برابر با 731/2 در خاک لوم شنی و میانگین 817/2 بود. مقدار میانگین بعد فرکتال به دست آمده از روش اول، دوم، سوم و چهارم به ترتیب برابر با 84/2، 75/2، 86/2 و 82/2 بود. مقدار NRMSE روش اول برابر با 0160/0، روش دوم برابر با 0093/0، روش سوم برابر با 0216/0 و روش چهارم برابر با 0089/0 بود. نتایج نشان داد به استثنا روش بر اساس درصد شن، سیلت و رس نتایج سایر روش ها نزدیک به یکدیگر است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Estimation of Soil- Water Retention Curve Using Readily Available Soil Properties Based on Fractal Approach

نویسنده [English]

  • mohammad mahdi chari
water engineering department, university of Zabol
چکیده [English]

To obtain in a laboratory retention curve is not cost and time effective. So estimation of soil moisture using basic soil properties is of importance. The objective of this study was to calculate the soil-water retention curve using the readily available parameters of soil, fractal geometry. In order to calculate the fractal dimension in the TW type( )  model from readily available parameters of soils, four methods were used based on (1) clay percentage with non-linear equation, (2) clay, sand and silt percentage, (3) clay percentage with logarithmic equation, and (4) the fractal dimension of particles obtained from clay, silt and sand. 30 soil samples with different texture including loam, clay loam, clay, sandy clay loam, silty loam and sandy loam from the northern part of Iran were used to evaluate fractal functions.  had the maximum value of 2.909 in clay soil and the minimum value of 2.731 in sandy loam soil and average of 2.817. The average fractal dimension obtained by the first, second, third and fourth methods were 2.84, 2.86, 2.75 and 2.82, respectively. NRMSE value of the first method was 0.0160, the second method was 0.0093, the third method was 0.0216 and the fourth method was 0.0089. The results showed that except for the method based on the percentage of sand, silt and clay, the results of the other methods are close to each other.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Particle size distribution
  • fractal
  • Soil-water retention curve