ارزیابی برخی مدل های بیان کننده منحنی رطوبتی و پی ریزی توابع انتقالی برآورد کننده آن در برخی خاک های آماس پذیر

منحنی رطوبتی خاک اهمیت فراوانی در فیزیک خاک دارد و برای بسیاری از مطالعات آب و خاک مانند حفاظت خاک، برنامه ریزی آبیاری، زهکشی و بررسی تنش آبی گیاهان مورد نیاز است. بیان کمّی این ویژگی در خاک های آماس پذیر به دلیل رفتار ویژه این خاک ها در شرایط رطوبتی متفاوت از اهمیت خاصی برخوردار است. خاک های آماس پذیر در مواجهه با نوسانات فصلی رطوبت، به صورت تناوبی منبسط و منقبض می شوند. با توجه به تغییر حجم خاک های آماس پذیر در اثر تغییرات رطوبت خاک و تأثیر منحنی انقباض حاصله بر آرایش ذرات و منافذ خاک، بیان کمّی و دقیق منحنی انقباض نیز اهمیت زیادی در مطالعات آب و خاک دارد. هدف از این پژوهش، ارزیابی برخی مدل های رطوبتی و انقباض در بیان منحنی رطوبتی و انقباض خاک های آماس پذیر و همچنین پی ریزی توابع برآوردکننده این ویژگی ها بود. بدین منظور 35 نمونه خاک از منطقه دشت زرین در استان چهار محال و بختیاری به گونه ای انتخاب شد که دامنه ای وسیع از انقباض خاک را پوشش دهند. ویژگی هایی همچون ضریب انبساط پذیری خطی، توزیع اندازه ذرات خاک، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها، جرم ویژه ظاهری خاک، کربنات کلسیم معادل، ماده آلی خاک، میانگین و انحراف معیار هندسی قطر ذرات خاک اندازه گیری شد. جهت اندازه گیری منحنی رطوبتی از دستگاه صفحات فشاری استفاده و مقدار رطوبت در مکش های ماتریک صفر، 30، 100، 300، 500، 1000 و 1500 کیلوپاسکال اندازه گیری شد. برای تعیین منحنی انقباض خاک، رطوبت در مکش های فوق با استفاده از دستگاه صفحات فشاری و حجم کل خاک به روش پارافین اندازه گیری شد. سپس پارامترهای بهینه مدل های یادشده به روش حداقل سازی مجموع مربعات خطا به دست آمد. ارزیابی مدل ها بر اساس شاخص های آماری میانگین خطا، ریشه میانگین مربعات خطا، ضریب همبستگی پیرسون، قدر مطلق میانگین خطا و شاخص اطلاعاتی آکایکه انجام شد. عملکرد برخی توابع انتقالی موجود در برآورد منحنی رطوبتی خاک های مورد مطالعه ارزیابی شد. توابع انتقالی جدید با استفاده از ویژگی های خا ک های مورد مطالعه و توسط رگرسیون چندگانه خطی به روش گام به گام پی ریزی شد و با شاخص های آماری یادشده مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد خاک های مورد مطالعه، پتانسیل انبساط و انقباض بالایی دارند. مدل پنگ و هورن (2005) منحنی انقباض این خاک ها را با کارآیی بیشتری نسبت به سایر مدل ها برآورد کرد. به دلیل کاهش جرم ویژه ظاهری با افزایش رطوبت در این خاک ها، رطوبت واقعی به صورت رطوبت حجمی بر مبنای جرم ویژه ظاهری در هر مکش محاسبه شد. روند تغییرات جرم ویژه ظاهری خاک با مکش ماتریک توسط مدلی نمایی با ضریب تبیین 6/98? بیان شد. نتایج ارزیابی مدل های رطوبتی نشان داد مدل ون گنوختن (1980) در بیان منحنی رطوبتی بر اساس درجه نسبی اشباع، مدل بروکس-کوری (1964) در بیان منحنی رطوبتی جرمی، مدل فردلاند و زینگ (1994) در بیان منحنی رطوبتی حجمی بر مبنای جرم ویژه ظاهری خشک و مدل کمپبل (1974) در بیان منحنی رطوبتی حجمی بر اساس جرم ویژه ظاهری در هر مکش بیشترین کارآیی را داشتند. توابع پارامتریک نوع دوم خداوردی لو و همکاران (2011) بهترین عملکرد را در برآورد غیرمستقیم منحنی رطوبتی خاک های منطقه مورد مطالعه داشت. ارزیابی توابع انتقالی پی ریزی شده نشان داد که در برآورد منحنی رطوبتی و منحنی انقباض خاک به ترتیب توابع انتقالی نقطه ای و توابع پارامتریک مدل مک گری و مالافنت (1987) بهترین کارآیی را دارا می باشند.