ارزیابی ساختار خطا دربرخی مدل های توزیع اندازه ذرات خاک

توزیع اندازه ذرات (PSD) خاک یکی از اساسی ترین مشخصه های فیزیکی خاک است که به طور گسترده در برآورد بسیاری از ویژگی های کلیدی خاک کاربرد دارد. بنابراین توصیف صحیح و پیوسته منحنی PSD خاک ها با استفاده از توابع ریاضی ضروری است. هدف از این مطالعه بررسی ساختار خطای تعدادی از مدل های برتر PSD در 24 نمونه خاک با کلاس های بافتی لوم شنی تا رس سیلتی از اراضی حاشیه غربی دریاچه ارومیه با سطوح مختلف شوری (از 4/85-8/0 دسی زیمنس بر متر) متاثر از شوری و سدیم بود. برای این منظور 6 مدل برتر PSD شامل لوجستیک (MLG)، فردلاند چهار و سه پارامتری (Fred-4p و Fred-3p)، اندرسون (AD)، (ONL) Offset-Nonrenormalized Lognormal و ویبول (Wei) انتخاب شده و جنبه های گوناگون کارآیی آن ها ارزیابی شد. نتایج نشان داد که براساس ضرایب کارآیی شامل) R2ضریب تبیین)، RMSE (ریشه میانگین مربعات خطا) و Er (خطای نسبی) همه ی مدل های مورد بررسی دارای کارآیی بالایی بوده و کمترین مقدار میانگین R2 در مدل ها برابر با 992/0 و بیشترین مقدار RMSE و Er نیز به ترتیب برابر با 028/0 و 045/0 بود. با این حال، بین کارآیی مدل ها با درصد شن نمونه ها ارتباط معنی داری از نوع چندجمله ای درجه دو مشاهده شد که براساس آن مدل های مورد بررسی در خاک های حاوی 30 تا 45 درصد شن کمترین کارآیی را داشتند. ساختار خطای نقطه به نقطه مدل ها بیانگرکاهش خطای سیستماتیک در برآورد ذرات درشت خاک توسط مدل ها بود در حالی که اغلب مدل ها فراوانی ذرات ریز خاک را (کوچکتر از 100 میکرومتر) بیشتر از واقعیت برآورد کردند. افزون بر این، مقدار خطای نسبی نیز برای ذرات درشت خاک کم تر بود به گونه ای که مدل ویبول (برای نمونه) برای ذرات با قطر 100 تا 500 میکرومتر حداقل درصد خطای نسبی را داشت. همبستگی نسبتا بالا بین پارامتر های مدل Fred-3p،MLG و ONL بیانگرامکان کاهش تعداد پارامترهای این مدل ها است. باتوجه به نتایج بدست آمده، علی رغم کارآیی عمومی بالای مدل های مورد بررسی در برآورد کل منحنی PSD، کارآیی هر مدل وابسته به اندازه ذرات بود. بنابراین، یک مدل ممکن است برای برآوردکل PSD خاک دقت کافی داشته باشد ولی برای برآورد گستره ای خاص از PSD خاک مناسب نباشد. استفاده از چنین مدلی می تواند خطایی چشمگیر در برآورد گستره اندازه ای موردنظر ایجاد کند.