Evaluation of PTFs Developed From Large Databases for Iranian Soils To Predict SMRC

Document Type: Full Article

Authors

Department of Water Engineering, College of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, I.R. Iran

Abstract

The majority of hydraulic processes under a natural condition in a field are carried out under unsaturated flow conditions. The soil moisture retention curve (SMRC) is the most important hydraulic characteristic of an unsaturated soil whose knowledge is of prime importance in soil-water studies such as soil conservation, soil erosion, land evaluation, soil reclamation, and water resources management. SMRC can be determined by two different direct and indirect methods. While there are noticeable developments on direct methods, they are still time- and labor-consuming. As a result, researchers are focusing more on indirect methods. The present research has evaluated some common PTFs for predicting the SMRC for a number of soils in Iran. Fifty soils, the majority of which were loam and clay loam, were taken from Karaj, Amol, and Babol in the north of Iran. Soil water contents corresponding to matric potentials of 0, -5, -33, -100, -500, and -1500 kPa were determined by a pressure plate apparatus. Four common PTFs of Rawls and Brakensiek (RB), Vereeken et al. (VMFD), Wosten (W), and Wosten et al. (WLNL) were used in this study. To evaluate these PTFs, the GMER (Geometric mean error ratio), GSDER (Geometric standard deviation of error ratio), and RMSE (Root mean square error) indices were considered. The results showed that these PTFs functioned better for loam-textured soils. VMFD and WLNL PTFs performed better, while VMFD was better than the others for clay loam soils. In general, better fit was found as the matric potential increased.

Keywords

Main Subjects


Article Title [Persian]

ارزیابی چند تابع انتقال متداول اروپایی برای تخمین منحنی رطوبتی خاک در چند خاک ایران

Authors [Persian]

  • روزبه موذن زاده
  • بیژن قهرمان
بخش مهندسی آب ، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، جمهوری اسلامی ایران
Abstract [Persian]

عمده­ی فرآیندهای هیدرولیکی در شرایط طبیعی در یک مزرعه در شرایط غیراشباع انجام می­شود. منحنی مشخصه­ی رطوبتی، SMRC، مهم­ترین ویژگی هیدرولیکی یک خاک غیراشباع است که دانستن آن در مطالعات آب و خاک از قبیل حفاظت خاک، فرسایش خاک، ارزیابی اراضی و مدیریت منابع آب از اهمیت بالایی برخوردار است. ­SMRC را می­توان به دو روش مستقیم و غیر مستقیم به­دست آورد. گرچه توسعه­های فراوانی در روش­های مستقیم به­وجود آمده است، این روش­ها کماکان زمان­بر و هزینه­بر به شمار می­آیند. در نتیجه، روش­های غیر مستقیم همواره در کانون توجهات قرار دارد. این مقاله چند تابع انتقال (PTF) متداول اروپایی را برای تخمین SMRC در چند خاک ایران ارزیابی کرده است. از ٥٠ خاک از مناطق کرج، آمل و بابل واقع در شمال ایران که بافت عمده­ی آن­ها لوم و لوم رسی بود، استفاده شد. مقدار رطوبت متناظر با پتانسیل­های ماتریک ٠ ، -٥، -٣٣، -١٠٠، - ٥٠٠ و kPa ١٥٠٠- با استفاده از دستگاه صفحات فشاری تعیین شد. در این بررسی چهار PTF متداول اروپایی راولز و براکنزیک (RB)، وریکن و همکاران (VMFD)، وستن (W) و وستن و همکاران (WLNL) مدنظر قرار گرفت. برای ارزیابی این  PTFها از معیارهای GMER، GSDER و RMSE استفاده شد. نتایج نشان داد که کارایی این PTF ها برای خاک­های لومی بالاتر بود. عملکرد مدل­های VMFD و WLNL بهتر بود در حالی­که مدل VMFD تنها در خاک­های لوم رسی از بقیه بهتر بود. به­طور کلی هرچه پتانسیل ماتریک افزایش می­یافت، عملکرد نیز بهتر می­شد.

Keywords [Persian]

  • منحنی مشخصه¬ی رطوبتی
  • PTF
  • ارزیابی
  • ایران