ارزیابی و صحت‌سنجی مدل‌های برآورد ضریب پخشیدگی اکسیژن در کلاس‌های متفاوت بافت خاک

پخشیدگی گاز در خاک که معمولاً نسبت به پخشیدگی آن در اتمسفر (dpd ) بیان می شود، بر اساس ویژگی‌های شکل، اندازه و اعوجاج منافذ، تخلخل تهویه‌ای و مقدار رطوبت خاک (ɵ) متفاوت می باشد و اندازه گیری مستقیم آن‌ عموماً سخت و زمان بر می باشد. در این پژوهش ضمن تهیه نمونه های خاک دست نخورده از کلاس‌های بافتی مختلف، پخشیدگی گاز اکسیژن ( ) در تخلخل تهویه‌ای (ɛ) و رطوبت‌های (ɵ) متعدد و به روش غیرماندگار اندازه گیری و تغییرات آن با ɛ و ɵ به‌صورت معادله رگرسیونی بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش ɛ و کاهش ɵ خاک،  افزایش یافته و حداکثر و حداقل مقدار آن‌ به ترتیب در رطوبت‏های حداقل (رطوبت خاک در مکش 1500 کیلوپاسکال) و حداکثر (رطوبت خاک در مکش صفر) حاصل شد. نتیجه برآورد پنج مدل ارائه شده در منابع (پنمن، 1940 ؛ مارشال، 1959 ؛ میلینگتون و کوئیریک، 1960 ؛ میلینگتون و کوئیریک، 1961 ؛ مولدراپ و همکاران، 2000) و مدل رگرسیونی بدست آمده در این تحقیق (معادله 11) با استفاده از معیارهای rmse، gmer و gsder ارزیابی و مقایسه شدند. نتایج حاصله نشان داد که  برآوردی با معادله 11 حداکثر تطابق را با داده های اندازه گیری شده داشته ( rmse  برابر 022/0) و دارای حداقل بیش برآوردی یا کم برآوردی (gmer برابر 019/1)  در مقایسه با سایر مدل های به کار گرفته شده در این تحقیق می باشد. با توجه به تطابق بالای داده های حاصل از این معادله رگرسیونی با داده های اندازه گیری شده (gsder برابر251/1 ) درجه صحت و درستی این معادله در مقایسه با پنج مدل سابق برآورد بیشتر بوده و می تواند در صورت اعتبارسنجی با دامنه وسیع تری از خاک ها، جایگزینی مناسب برای آنها باشد.

Evaluation and Validation of Models for Estimating Oxygen Diffusion Coefficient in Different Soil Texture Classes

The diffusion of gas in the soil, which is usually expressed in terms of its diffusion in the atmosphere (D_p⁄D_0 ), varies based on the characteristics of shape, size, pores distortion, ventilation porosity and soil moisture content (Ɵ), and its direct measurement is generally difficult and time consuming. In this study, while preparing soil samples from different texture classes, oxygen gas diffusion (D_p) was measured in various ventilation porosity (ɛ) and moisture (Ɵ) by nonsustainable methods. Then its changes with ɛ and Ɵ were investigated as a regression equation. The results showed that with increasing ɛ and decreasing the amount of soils Ɵ, D_p⁄D_0 increased and its maximum and minimum values were obtained in low and high humidity (Equal to saturation), respectively. The results of estimating models that presented in resource and obtained regression model in this study (Equation 11) were evaluated and compared using RMSE, GMER and GSDER criteria. The results showed that the estimated D_p⁄D_0 with equation 11 had maximum agreement with the measured data (RMSE = 0.022) and had a minimum overestimation or underestimation (GMER = 1.019), compared with other models that used in this research. Due to the high correlation of the obtained data from this regression equation with the measured data (GSDER = 1.251), the degree of accuracy of this equation is higher than the previous five models and it can be a suitable alternative for them, if it is validated with a wider range of soils.