تغییرپذیری مکانی ویژگیهای هیدرولیکی خاک با استفاده از هندسه فرکتالی، مقیاس سازی و k.n.n در مقیاس مزرعه ای
پایان نامه
- وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده کشاورزی
- نویسنده وحیدرضا جلالی موخر
- استاد راهنما مهدی همایی محمد محمودیان شوشتری
- تعداد صفحات: ۱۵ صفحه ی اول
- سال انتشار 1389
چکیده
هرچند در دهه های اخیر پیشرفت های قابل توجهی در زمینه توصیف و مدل سازی توابع هیدرولیکی در شرایط کنترل شده آزمایشگاهی به دست آمده، لیکن تحلیل های دقیق در مقیاس مزرعه ای اندک بوده است. عمده ترین علت این امر را می توان به پیچیدگی های ذاتی ناشی از ناهمگنی خاک در مقیاس مزرعه ای نسبت داد. این ناهمگنی موجب می شود تا هر گونه توصیف کمّی فرآیندهای هیدرولیکی خاک با مقداری نااطمینانی توأم گردد. هدف از این پژوهش، بیان کمّی فرآیندهای هیدرولیکی خاک با استفاده از روش های نوینی همچون هندسه فرکتالی، فرامقیاس سازی و k- نزدیکترین همسایه در مقیاس مزرعه ای بود. بدین منظور، در مرحله نخست، تغییرپذیری مکانی ویژگیهای فیزیکی و هدایت هیدرولیکی اشباع خاک با استفاده از طیف فرکتالی چندگانه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که توزیع فرکتالی متغیرهای جرم ویژ? ظاهری، شن و سیلت به شکل قابل قبولی از الگوی خطی پیروی کرده و مماس با خط 1:1 امتداد یافته-اند که این بیانگر ماهیت فرکتالی یگانه توزیع این متغیرهاست. بر خلاف متغیرهای فوق، متغیرهای رس، کربن آلی و ضریب آبگذری اشباع خاک در دو انتهای توزیعشان تمایل به افتادگی داشته و حالت محدب به خود می گیرند. بنابراین می توان نتیجه گرفت؛ توزیع این متغیرها از نوع فرکتالی چندگانه می باشد. این امر بیانگر لزوم مطالعه روابط بین ویژگیهای هیدرولیکی خاک و ضریب آبگذری اشباع آن در مقیاسهای مختلف می باشد. بنابراین در مرحله دوم، رویکرد فرامقیاس سازی تصادفی برای تخمین ضریب آبگذری اشباع خاک، در سه مقیاس بالاتر از مقیاس مشاهده ای به کار گرفته شد. برای مقایسه بین مقادیر اندازه گیری شده و برآورد شده توسط مدل از آماره های ضریب همبستگی پیرسون (8/0=r)، کارآیی مدل (5/0=ef)، ریشه میانگین مربعات خطا (22/42=rmse)، ضریب تبیین (76/0=cd) و ضریب جرم باقی مانده (11/0=crm) استفاده شد. نتایج نشان داد که رویکرد پارامتریک استفاده شده برای تخمین ضریب آبگذری اشباع (فرامقیاس سازی تصادفی)، افزون برتمایل به بیش برآوردی تخمینها (بر اساس آماره های cd و crm) کارآیی متوسطی(بر اساس آماره ef) در تخمین مقادیر هدایت هیدرولیکی اشباع دارد. بنابراین در مرحله سوم، رویکرد غیرپارامتریک k - نزدیکترین همسایه، برای تخمین هدایت هیدرولیکی اشباع خاک با استفاده از دیگر ویژگیهای کمکی خاک شامل توزیع اندازه ذرات، هدایت الکتریکی عصاره اشباع (ece)، رطوبت اشباع (s?)، درصد کربن آلی (oc)، مقدار مواد خنثی شونده (tnv) و جرم ویژ? حقیقی و ظاهری بکار گرفته شد. بر اساس روش ارزیابی تقاطعی، برای تخمین هدایت هیدرولیکی اشباع هر نمونه خاک هدف، تعداد ده نمونه خاک که حداکثر تشابه با خاک هدف را داشتند، از بانک مرجع که حاوی 151 نمونه خاک بود، انتخاب و مقدار هدایت هیدرولیکی اشباع آنها برآورد گردید. استفاده از آماره های ضریب هبستگی پیرسون (80/0=r)، ریشه میانگین مربعات خطا (5/71=rmse)، ضریب تبیین (32/1=cd)، کارآیی مدل (65/0=ef) و ضریب جرم باقیمانده (046/0-=crm) نشان داد که در بیشتر موارد، این تکنیک بصورتی قابل قبول توانایی تخمین ضریب آبگذری اشباع را دارد. مقایسه کمّی دو رویکرد پارامتریک فرامقیاس سازی و غیرپارامتریک k - نزدیکترین همسایه، نشان داد که تکنیکk-nn می تواند به عنوان روشی جایگزین برای تخمین ویژگیهای هیدرولیکی خاک بکار رود.
منابع مشابه
مدل سازی ویژگیهای هیدرولیکی خاک در مقیاس های مختلف مکانی با استفاده از دورکاوی ماهواره ای
در این پژوهش، با استفاده از انواع اطلاعات زمینی و ماهواره ای اقدام به برآورد پارامترهای ورودی مدل های هیدرولوژیک به منظور پیش بینی وضعیت هیدرولیکی خاک و تغییرات رطوبت خاک گردید. برای این منظور از روش های مختلف آماری و سناریوهای مختلف اطلاعات طیفی برای ارائه مذلهای جدید تخمینگر استفاده شده است.
برآورد همزمان پارامترهای هیدرولیکی و انتقال املاح در خاک به روش حل معکوس در مقیاس مزرعه
Estimation of unsaturated soil hydraulic and solute transport properties by Inverse modeling has thus far been limited mostly to analyses of one-dimensional experiments in the laboratory, often assuming steady-state conditions. This is partly because of the high cost and difficulties in accurately measuring and collecting adequate field-scale data sets, and partly because of difficulties in des...
متن کاملبرآورد همزمان پارامترهای هیدرولیکی و انتقال املاح در خاک به روش حل معکوس در مقیاس مزرعه
Estimation of unsaturated soil hydraulic and solute transport properties by Inverse modeling has thus far been limited mostly to analyses of one-dimensional experiments in the laboratory, often assuming steady-state conditions. This is partly because of the high cost and difficulties in accurately measuring and collecting adequate field-scale data sets, and partly because of difficulties in des...
متن کاملتخمین ضرایب فرآیند نفوذ آب به خاک با استفاده از هندسه فرکتالی، زمین آمار و مقیاس سازی
چکیده بیان کمّی تغییرپذیری مکانی ویژگی های هیدرولیکی خاک برای برنامه ریزی، مدیریت و بهره برداری بهینه از آن اهمیت فراوان دارد. اندازه گیری نفوذ آب به خاک به عنوان یکی از مهمترین ویژگی های هیدرولیکی، بسیار پرهزینه و زمان بر است. تعیین تغییرپذیری مکانی فرآیند نفوذ آب به خاک در مزرعه از دیدگاه کشاورزی دقیق بسیار مهم است. هدف از این پژوهش، کمّی سازی تغییرپذیری مکانی پارامترهای مدل های نفوذ آب به خاک...
15 صفحه اولتخمین بعضی از پارامترهای هیدرولیکی خاک با استفاده از بعد فرکتالی ذرات جامد خاک
اگرچه از روشهای مستقیم برای اندازهگیری ویژگیهای هیدرولیکی خاک استفاده میشود، اما این روشها، وقتگیر و هزینهبر میباشند. این پژوهش با هدف تخمین بعضی از ویژگیهای هیدرولیکی خاک با استفاده از بعد فرکتالی ذرات جامد خاک در 40 نمونه خاک انجام شد. پس از تعیین بافت و جرم مخصوص ظاهری خاک، مقادیر رطوبت در نه مکش شامل صفر، 10، 30، 50، 100، 300، 500، 1000 و 1500 کیلو پاسکال اندازهگیری شد. از پارامتر...
متن کاملتوسعة رابطۀ برآورد نفوذ آب در خاک با استفاده از مقیاس سازی در آبیاری جویچه ای
تغییرات مکانی و زمانی نفوذ، مدیریت سیستمهای آبیاری سطحی و به ویژه آبیاری جویچهای را پر هزینه، زمانبر و پیچیده میسازد. در آبیاری جویچهای، پارامترهای نفوذ برای دبیهای ورودی متفاوت، شکل هندسی جویچه و مقدار آب خاک، متغیر هستند و از اینرو ارائةرابطهای کلی برای نفوذ دشوار است. یکی از روشهای مناسب برای تعیین رابطۀ کلی نفوذ، استفاده از مقیاس سازی است. در این مقاله نشان داده شده که به کمک آن...
متن کاملمنابع من
با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید
ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده{@ msg_add @}
نوع سند: پایان نامه
وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده کشاورزی
کلمات کلیدی
میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com
copyright © 2015-2023