برآورد پارامترهای مدل های فرکتالی و تجربی منحنی نگه داشت آب در خاک با استفاده از توابع انتقالی خاکی و طیفی

در چند دهه اخیر، استفاده از داده های طیفی خاک به عنوان روشی سریع، کم هزینه و غیرمخرب در تخمین ویژگی های مبنایی خاک به مقدار زیادی مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش امکان استفاده از توابع انتقالی طیفی (STFs) و خاکی (PTFs) در برآورد پارامتر های مدل های فرکتالی و تجربی منحنی نگه داشت آب در خاک (SWRC) بررسی شد. بدین منظور، تعداد 100 نمونه خاک سطحی جمع آوری و منحنی های بازتاب طیفی آن ها با استفاده از دستگاه اسپکترورادیومتر زمینی در گستره 2500-350 نانومتر اندازه گیری شد. برخی ویژگی های فیزیکی خاک و پارامتر های حاصل از برازش مدل های فرکتالی و تجربی SWRC بر داده های اندازه گیری شده تعیین گردید. پس از انجام پیش پردازش های طیفی، با استفاده از روش رگرسیونی خطی چندگانه گام به گام و بهره گیری از داده های مبنایی و طیفی خاک، روابطی ریاضی به ترتیب تحت عنوان توابع انتقالی خاکی (PTFs) و طیفی (STFs) پی ریزی شد. با توجه به نتایج، تابع انتقالی پارامتریک (PTF) پی ریزی شده در برآورد بعد فرکتال توزیع اندازه ذرات خاک (Dpsd) از دقت بسیار بالایی برخوردار بود (R2 معادل 96/0)، حال آن که توابع پارامتریک اشتقاق یافته در برآورد سایر پارامتر های فرکتالی و هیدرولیکی مورد مطالعه شامل DSWRC-TW، DSWRC-B، λBC، nvG و bC دارای دقت پیش بینی متوسط بودند (R2 در محدوه ای از 40/0 تا 59/0). نتایج همچنین نشان داد که توابع انتقالی طیفی (STFs) پیشنهادی، در برآورد Dpsd دارای دقتی متوسط (RPD معادل 40/1) و در برآورد DSWRC-TW، DSWRC-B، λBC، nvG و bC دارای دقتی ضعیف (RPD در محدوه ای از 13/1 تا 37/1) می باشند. بطورکلی نتایج این پژوهش نشان داد، برغم دقت نسبتا کمتر توابع پارامتریک طیفی نسبت به توابع انتقالی خاک، استفاده از داده های طیفی خاک به دلیل برآورد همزمان چند پارامتر، هزینه، زمان و داده برداری صحرایی کمتر می تواند به عنوان روشی غیرمستقیم، سریع و نوین (بخصوص با توسعه پایگاه های اطلاعاتی خاکی و هچنین توسعه کتابخانه های طیفی) در برآورد پارامترهای مدل های فرکتالی و تجربی SWRC مورد استفاده قرار گیرد.