مشخصات پژوهش

عنوان	تخمین فرکتالی منحنی نگه داشت آب در خاک با استفاده از طیف سنجی انعکاسی
نوع پژوهش	پایان نامه
کلیدواژه‌ها	بازتاب طیفی خاک، توابع انتقالی خاک، توابع انتقالی طیفی، رگرسیون خطی چندگانه، مدل های فرکتالی
چکیده	منحنی نگه داشت آب در خاک به عنوان یکی از ویژگی های مهم هیدرولیکی خاک، در مدل سازی جریان آب و انتقال املاح در بخش غیر اشباع خاک کاربرد دارد. اندازه گیری مستقیم منحنی های نگه-داشت آب در خاک دشوار، زمان بر و پرهزینه می باشد؛ از این رو محققین روش هایی غیر مستقیم همچون مدل های تجربی و فرکتالی و توابعی انتقالی برای برآورد منحنی نگه داشت آب در خاک پیشنهاد کرده اند. در چند دهه اخیر، استفاده ازداده 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. بنابراین در این پژوهش تلاش شد امکان استفاده از داده های طیفی خاک در گستره مرئی- مادون قرمز نزدیک، به-عنوان متغیر ورودی توابع انتقالی، در برآورد مدل های فرکتالی و تجربی منحنی نگه داشت آب در خاک ارزیابی شود. بدین منظور، تعداد 100 نمونه خاک جمع آوری و منحنی های بازتاب طیفی آنها در گستره 2500-350 نانومتر با استفاده از دستگاه اسپکترورادیومتر زمینی اندازه گیری شد. برخی از ویژگی های مبنایی خاک به همراه مقادیر رطوبت در پتانسیل های ماتریک 10-، 33-، 50-، 100-، 300-، 500-، 1000- و 1500- کیلو پاسکال با استفاده از صفحات فشاری و غشاء فشاری تعیین شد. پس از انجام پیش پردازش های طیفی، همبستگی بین مقادیر جذب در هر یک از طول موج های مورد مطالعه با ویژگی-های هیدرولیکی و نقاط مختلف نگه داشت آب در خاک بررسی شد. سپس 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. به منظور ارزیابی دقت توابع پیشنهادی از آماره هایی همچون ضریب تبیین (R2)، ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده (NRMSE)، میانگین خطا (ME)، شاخص انطباق (d) و درصد انحراف نسبی (RPD) استفاده شد. نتایج حاصل از ارزیابی آماره ها نشان داد که PTFs پی ریزی شده جهت برآورد پارامتر های فرکتالی و هیدرولیکی و همچنین نگه داشت آب در خاک در مکش های 10 تا 1500 کیلو پاسکال از دقت پیش بینی خوبی برخوردار هستند. این در حالی است که STFs در مقایسه با این PTFs پیشنهادی در برآورد پارامترهای مورد مطالعه نیز، دارای نتایجی معقول اما به نسبت ضعیف تر بودند. در مجموع نتایج این پژوهش نشان داد که داده های طیفی خاک می تواند پارامترهای هیدرولیکی و فرکتالی خاک و وضعیت نگه داشت آب در خاک را در سطح وسیع با دقتی معقول و با سرعت بالا برآورد کند.
پژوهشگران	ابراهیم بابائیان (استاد مشاور)، مسعود داوری (استاد راهنما)، سیده ویدا حسینی (دانشجو)