Sensitivity Analysis of Hydraulic Parameters in the Simulation of Unsaturated Soil Water Dynamics

Document Type: Full Article

Authors

1 Dept. of Irrigation and Reclamation Eng., College of Agriculture, University of Tehran, I.R. Iran

2 Dept. of Renewable Resources, University of Alberta, Canada

Abstract

Soil water content is one of the most important parameters for estimating irrigation frequency and providing the plant’s water requirement. Since measurement of soil water content is both expensive and time consuming, water movement models are used to estimate these values. In this study, LEACHW model was used to estimate soil water content for two “dry” (20-29 Aug) and “wet” (1-6 Jul) periods during the 1995 growing season. Different values of hydraulic parameters were applied to investigate the sensitivity analysis of these parameters in the estimation of soil water content. Thus the values of b (pore distribution coefficient in Campbell’s equation (2) were selected from 2 to 24, and k(θ)/ks ratios of 0.1, 1, 10 and 100 were used. Finally 32 treatments were investigated for each period. Results showed that despite large variation for the hydraulic parameters, similar trends of results were obtained for all soil water content estimations. Statistical analysis comparing the estimated and measured results showed a systematic difference which can be adjusted using a few measured values of soil moistures. As an example, simulated results using b=24 and =0.1 were calibrated to adjust the simulated results. The results of this study showed that a simple calibration method can be used for the estimation of soil moisture content without using extensive data required to represent hydraulic characteristics of soils.

Keywords

Main Subjects


Article Title [Persian]

ارزیابی حساسیت شاخص های هیدرولیکی در شبیه‌سازی حرکت آب در خاک های غیر اشباع

Authors [Persian]

  • مسعود پارسی‌نژاد 1
  • یون شینگ فینگ 2
  • بهزاد قنبریان 1
1 بخش مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تهران، تهران، جمهوری اسلامی ایران
2 بخش منابع تجدید شونده، دانشگاه آلبرتا، کانادا
Abstract [Persian]

رطوبت خاک یکی از پارامتر های مهم در تعیین دور آبیاری و تامین نیاز آبی گیاهان می باشد. از آنجائی که اندازه گیری این پارامتر در مزرعه نیازمند صرف وقت و هزینه بسیار می باشد، استفاده از مدل های حرکت آب در خاک بسیار مطلوب می باشد. در این مطالعه از مدل LEACHW به منظور تخمین رطوبت خاک در طول دو دوره تر     (١تا ۶ ژولای) و خشک ) ۲۰ تا ۲۹ اوت (در طول فصل زراعی سال ۱۹۹٥ استفاده گردید.  به منظور بررسی حساسیت پارامتر های هیدرولیکی در تعیین مقدار رطوبت حجمی خاک از مقادیر مختلف این پارامترها استفاده گردید. بنابراین مقدار پارامتر b (ضریب توزیع خلل و فرج در رابطه کمپل ۱۹٧٤) در محدوده ۲ تا ۲٤ تغییر نمود. همچنین مقدار   نیز با چهار نسبت مختلف ١/ ۰ ،١ ، ١۰ و ۱۰۰ و در کل ٣٢ تیمار برای هر دوره مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با وجود مقادیر متفاوتی از پارامترهای هیدرولیکی، در تمامی تخمین های رطوبت حجمی خاک روندی مشابه وجود دارد. مقایسه تحلیل آماری مقادیر اندازه گیری شده و تخمین زده شده رطوبت حاکی از وجود  خطای سیستماتیک بوده که این خطا می تواند با استفاده از اندازه گیری چندین نقطه اصلاح گردد. به عنوان مثال نتایج تخمین زده شده با مقادیر ۲٤b= و  ١/ ۰=  کالیبره گردید. نتایج این مطالعه نشان داد که توسط یک روش کالیبراسیون ساده میتوان رطوبت حجمی خاک را بدون نیاز به داشتن اطلاعات وسیعی با دقت قابل قبولی تخمین زد. 

Keywords [Persian]

  • آنالیز حساسیت
  • رطوبت خاک
  • شبیه سازی
  • عوامل هیدرولیکی خاک و LEACHW