تلفیق داده های توپوگرافی و ویژگی های خاک برای پیش بینی مکانی پارامترهای مدل منحنی انقباض خاک

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکاه صنعتی اصفهان- گروه خاکشناسی

2 دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان

3 اصفهان- دانشگاه صنعتی اصفهان- گروه خاکشناسی

چکیده

این پژوهش به منظور بررسی تغییرات مکانی پارامترهای مدل منحنی انقباض خاک در بخشی از اراضی کوهرنگ استان چهار محال و بختیاری انجام گرفت. بدین منظور 99 نقطه در منطقه انتخاب و نمونه‌های کلوخه از لایه 10-0 سانتی‌متری برداشت و به آزمایشگاه منتقل شد. منحنی انقباض خاک با پوشش‌دادن کلوخه‌ها با رزین اکریلیکی (اندکی تراوا به بخار آب و ناتراوا به آب مایع) بر اساس قانون ارشمیدس اندازه‌گیری شد. سپس با ترسیم مقادیر نسبت پوکی (e) در برابر نسبت حجم آب (ϑ)، منحنی انقباض خاک رسم شده و مدل پنگ و هورن (2005) بر آن برازش داده شد و پارامترهای مدل شامل er، es، α، m و n برای هر نمونه خاک بهینه گردید. ساختار مکانی پارامترهای مدل به کمک شاخص موران-I تعیین گردید. مقایسه روش‌های کریجینگ معمولی (OK) و رگرسیون-کریجینگ (RK) نشان داد که در مورد تخمین مکانی پارامترهای er، es و α روش RK بر روش OK برتری داشت، ولی در مورد دو پارامتر n و m مدل RK نتوانست موفق‌تر عمل نماید. عدم موفقیت روش RK در مورد دو پارامتر n و m عمدتاً ناشی از ضریب تبیین کم روابط رگرسیونی چندمتغیره بین پارامترهای مورد بررسی با ویژگی‌های کمکی خاک و توپوگرافی می‌باشد. این پژوهش نشان داد که پارامترهای مدل انقباض خاک در منطقه مورد بررسی دارای وابستگی مکانی هستند و دانسته‌های مکانی ارائه‌شده می‌تواند در راستای نمونه‌برداری‌های بعدی جهت مدل‌سازی انقباض‌پذیری خاک‌ها، و هم‌چنین مدیریت دقیق مکانی کاربردهای مهندسی و زیرساخت‌های کشاورزی و خاک‌ورزی در سطح منطقه مورد بررسی به کار گرفته شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Combining topographic and soil attributes for spatial prediction of model parameters of soil shrinkage curve

نویسنده [English]

  • Zahra Zolfaghari 1
چکیده [English]

This study was conducted to investigate the spatial variability of model parameters of soil shrinkage curve in Cherlgerd district, Chaharmahal-va-Bakhtiari province. Ninety nine locations were selected and soil clods were collected from the 0-10 cm layer and brought to the laboratory. Soil shrinkage curve was measured, according to Archimedes's principle, by covering the undisturbed clods with an Acrylic Resin which was slowly permeable to water vapor and impermeable to liquid water. Then, the void ratio (e) values were plotted vs. the moisture volume ratio (υ) values. The shrinkage curve data were modeled using Peng and Horn (2005) model and the model parameters (er, es, α, n and m) were optimized for each soil. Spatial structures of the model parameters were identified by the means of Moran's I index. Using ordinary-kriging (OK) and regression-kriging (RK) methods showed that for spatial prediction of er, es and α, the RK method was superior when compared to the OK method. However, the RK was not successful for spatial prediction of n and m; this could be due to low coefficient of determination of the regression equations relating parameters n and m to auxiliary soil and topographic attributes Overall, the results of this research indicated that soil shrinkage model parameters possess spatial variability in the study region and the obtained spatial information could help sampling strategy for modeling soil shrinkage in future. Moreover, the results might be useful for precise spatial management for engineering purposes and agricultural and tillage fundamental applications in the region.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Soil shrinkage curve parameters
  • Peng and Horn (2005) model
  • Spatial variability
  • Regression-kriging
  • Moran's index