مقایسه‌ای بین مدل‌های تجربی و فرکتالی در برازش به داده‌های اندازه‌گیری شده منحنی مشخصه رطوبتی خاک

منحنی مشخصه رطوبتی خاک (SMCC) یکی از مهم‌ترین ویژگی­های هیدرولیکی خاک در مدل­سازی جریان آب و املاح در ناحیه غیر­اشباع بوده که اندازه­گیری مستقیم آن دشوار، زمان­بر و پرهزینه است. بنابراین هدف از این پژوهش، ارزیابی عملکرد برخی از مدل­های فرکتالی تخمین SMCC همچون Tyler and Wheatcraft (1990)، Rieu and Sposito (1991)، Perfect (1999) وBird et al. (2000) و مقایسه آن با برخی از مدل­های تجربی همچون Brooks and Corey (1964)، Campbell (1974) و van Genuchten (1980) می­باشد. بدین منظور، 54 نمونه خاک از اراضی زراعی واقع در دشت قروه-دهگلان به­صورت تصادفی جمع‌آوری ‌شده و برخی از ویژگی­های فیزیکی و شیمیایی آن­ها در آزمایشگاه تعیین گردید. سپس این مدل­های فرکتالی و تجربی تخمین SMCC، به روش حداقل مربعات خطا و با استفاده از جعبه ابزار Solver در نرم­افزار EXCEL، بر داده­های اندازه­گیری شده پتانسیل ماتریک و رطوبت حجمی برازش داده شدند. برای ارزیابی کارایی این مدل­ها از آماره­های ضریب تبیین (R2)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) و معیار آکائیک (AIC) استفاده شد. نتایج نشان داد همه­ی مدل­های مورد مطالعه در تخمین SMCC دارای عملکردی مطلوب می­باشند (دارای R2­ی بین 75/0 تا 99/0). با توجه به مقادیر R2 بیشتر و RMSE و آماره AIC کمتر، به ترتیب مدل­های Bird et al. (2000) و  van Genuchten (1980) به­عنوان مناسب­ترین مدل­ها در تخمین منحنی مشخصه رطوبتی خاک­های منطقه مورد­مطالعه پیشنهاد شدند. نتایج همچنین نشان داد مدل Rieu and Sposito (1991) در برآورد SMCC دارای ضعیف­ترین عملکرد می­باشد. هر چند باید در نظر داشت که میانگین R2 و RMSE آن نیز به ترتیب بیشتر از 75/0 و کمتر از cm3/cm3 071/0 است.