تخمین خصوصیات هیدرولیکی خاک از طریق الگوریتمهای محاسباتی آزمایش نفوذ بیرکن

امروزه الگوریتمهای محاسباتی بیرکن (BESTslope و BESTsteady) بهعنوان روش‎های غیرمستقیم مناسبی برای تخمین هدایت هیدرولیکی اشباع (Ks) و قابلیت جذب خاک (S) و پارامتر مقیاس (hg) در معادله منحنی مشخصه ونگنوختن از طریق دادههای آزمایش نفوذ بیرکن و سایر پارامترهای مورد نیاز شناخته شدهاند. هدف از پژوهش حاضر مقایسه دو الگوریتم مذکور در تخمین Ks و S و رطوبت خاک متناظر با مکشهای ۳۳، ۳۰۰،۲۰۰،۱۰۰ و ۱۵۰۰ کیلو پاسکال است. برای این منظور تعداد ۴۰ آزمایش نفوذ بیرکن در مزرعه پژوهشهایی سد سیستان انجام شد. از کل آزمایشها تعداد ۳۰ آزمایش در بافتهای لوم و لومشنی که متوسط خطای نسبی (Er(t,I)) آنها کمتر از ۵/۵ درصد بود برای بررسی و تحلیل نتایج انتخاب شد. برای مقایسه رطوبت اندازهگیری شده و تخمین زده شده در هر یک از فشارهای مورد نظر از معیارهای جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین خطا (ME) و ضریب تعیین وزنی (ωr۲) استفاده شد. نتایج نشان داد الگوریتم BESTsteady که فرایند محاسباتی بسیار سادهتری در مقایسه با الگوریتم اصلی بیرکن (BESTslope) دارد، توانایی تخمین مقدار Ks و S و همچنین مقدار رطوبت در مکشهای نزدیک به ظرفیت زراعی با دقت قابل قبولی را دارد. دقت تخمین مقدار رطوبت خاک متناظر با مکش ۱۵۰۰ کیلو پاسکال (رطوبت در نقطه پژمردگی) در هر دو الگوریتم ضعیف و غیرقابل قبول تشخیص داده شد. از طرفی با افزایش درصد رس خاک مقدار خطای نسبی تخمین رطوبت اندازهگیری شده ((Er(h,θ) با شیب ملایمی کاهش یافت.

Keywords:

Sorptivity , Relative error of fitting , Soil water retention curve , Saturated hydraulic conductivity , توانایی جذب خاک , خطای نسبی برازش , منحنی مشخصه آب خاک , هدایت هیدرولیکی اشباع