مقایسه ای بین مدل های تجربی و فرکتالی در برازش به داده های اندازه گیری شده منحنی مشخصه رطوبتی خاک

منحنی مشخصه رطوبتی خاک (SMCC) یکی از مهم ترین ویژگی های هیدرولیکی خاک در مدل سازی جریان آب و املاح در ناحیه غیر اشباع بوده که اندازه گیری مستقیم آن دشوار، زمان بر و پرهزینه است. بنابراین هدف از این پژوهش، ارزیابی عملکرد برخی از مدل های فرکتالی تخمین SMCC همچون Tyler and Wheatcraft (1990)، Rieu and Sposito (1991)، Perfect (1999) وBird et al. (2000) و مقایسه آن با برخی از مدل های تجربی همچون Brooks and Corey (1964)، Campbell (1974) و van Genuchten (1980) می باشد. بدین منظور، 54 نمونه خاک از اراضی زراعی واقع در دشت قروه-دهگلان به صورت تصادفی جمع آوری شده و برخی از ویژگی های فیزیکی و شیمیایی آن ها در آزمایشگاه تعیین گردید. سپس این مدل های فرکتالی و تجربی تخمین SMCC، به روش حداقل مربعات خطا و با استفاده از جعبه ابزار Solver در نرم افزار EXCEL، بر داده های اندازه گیری شده پتانسیل ماتریک و رطوبت حجمی برازش داده شدند. برای ارزیابی کارایی این مدل ها از آماره های ضریب تبیین (R2)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) و معیار آکائیک (AIC) استفاده شد. نتایج نشان داد همه ی مدل های مورد مطالعه در تخمین SMCC دارای عملکردی مطلوب می باشند (دارای R2 ی بین 0/75 تا 0/99). با توجه به مقادیر R2 بیشتر و RMSE و آماره AIC کمتر، به ترتیب مدل های Bird et al. (2000) و  van Genuchten (1980) به عنوان مناسب ترین مدل ها در تخمین منحنی مشخصه رطوبتی خاک های منطقه مورد مطالعه پیشنهاد شدند. نتایج همچنین نشان داد مدل Rieu and Sposito (1991) در برآورد SMCC دارای ضعیف ترین عملکرد می باشد. هر چند باید در نظر داشت که میانگین R2 و RMSE آن نیز به ترتیب بیشتر از 75/0 و کمتر از cm3/cm3 0/071 است.