استفاده از خصوصیات هیدرولیکی برای تخمین هدایت گرمایی خاک

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 هیات علمی - دانشگاه بوعلی سینا همدان

2 دانشگاه بوعلی سینا-همدان

چکیده

ویژگی‌های گرمایی خاک در حوزه‌های مختلف کشاورزی، مهندسی و علوم خاک اهمیت بالایی دارند. با این وجود اندازه‌گیری مستقیم این ویژگی‌ها امری دشوار، هزینه‌بر و وقت‌گیر می‌باشد. از این رو در این پژوهش سعی شد هدایت گرمایی به عنوان یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های گرمایی خاک با استفاده از توابع انتقالی برآورد گردد. لذا هدایت گرمایی با استفاده از 156 داده مربوط به دشت بزرگ جنوبی آمریکا در 12 مرحله، با استفاده از روش رگرسیونی برآورد شد. به‌طوری که در مرحله اول فقط از اجزای بافت خاک و در مراحل بعدی از سایر خصوصیات فیزیکی و هیدرولیکی خاک به عنوان متغیرهای ورودی برای برآورد هدایت گرمایی استفاده شد. دقیق‌ترین مدل‌ها برای تخمین هدایت گرمایی مدل‌های 2 با ورودی‌های رس، نسبت سیلت به شن و جرم مخصوص ظاهری با مقدار RMSE و R2 به ترتیب برابر 186/0 و 628/0 و 12 با ورودی‌های رطوبت اشباع و باقیمانده، ضرایب n و آلفا مدل ون‌گنوختن با مقدار RMSE و R2 به ترتیب برابر 235/0 و 319/0 در مرحله ارزیابی بودند. نتایج بدست آمده نشان داد هدایت گرمایی به‌طور موفقیت‌آمیزی با استفاده از خصوصیات هیدرولیکی و سایر خصوصیات فیزیکی قابل تخمین می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Estimation of soil thermal conductivity using hydraulic properties

نویسندگان [English]

  • Hossein Bayat 1
  • Shima Sahebi 2

1 Faculty member - Bu Ali Sina University

2 Bu Ali Sina University

چکیده [English]

Thermal properties of soils are very important in different areas of agriculture, engineering and soil science. Nevertheless their direct measurements are difficult, costly and time-consuming. Thus, in this study thermal conductivity of the soil was estimated using pedotransfer functions. In this regard, 156 data of Great Plains of South America were used to create pedotransfer functions in 12 steps by regression method for the estimation of thermal conductivity. At the first step, only the soil texture fractions were used as input variables. Later in other steps hydraulic and other physical properties were applied to estimate thermal conductivity. The model 2 using clay, silt/sand and bulk density as inputs and model 12 using the residual and saturated moisture contents, n and alpha parameters of van Genuchten model as inputs were the most accurate models. The model 2 showed RMSE and R2 values of 0.186 and 0.628, respectively, and the model 12 showed RMSE and R2 values of 0.235 and 0.319, respectively, in the evaluation step. The results showed that thermal conductivity was satisfactorily estimated using hydraulic and other physical properties as predictors.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hydraulic properties
  • Pedotransfer functions
  • Regression
  • Thermal conductivity