مقایسه‌ی روش‌های محاسبه بعد فرکتال بافت و انتخاب روش مناسب: مطالعه موردی در خاک‌های طاقانک، شهرکرد

بعد فرکتال ذرات بافت خاک شاخص فیزیکی مناسبی برای توصیف توزیع اندازه ی ذرات خاک بوده و کاربردهای گوناگونی دارد. محاسبه ی بعد فرکتال می تواند به چند روش و با دو گزینه ی برازش خطی و غیر خطی صورت گیرد. هدف از مطالعه ی حاضر مقایسه و انتخاب روش مناسب برای تعیین بعد فرکتال با استفاده از داده های هیدرومتری با روابط جرم زمان، جرم قطر و روش تعدیل شده ی جرم قطر (کرچنکوژانگ) است. به همین منظور ۶۰ نمونه خاک از چهار مزرعه واقع در طاقانک،شهرکرد، جمع آوری و پس از تیمار نمونه ها با آب اکسیژنه، قرائت هیدرومتر در دقایق ۶۷/۰، ۱، ۲، ۵، ۱۵، ۳۰، ۶۰، ۱۲۰، ۱۸۰، ۱۴۴۰ و ۲۸۸۰ انجام شده، سپس به داده های جرمزمان، و جرمقطر تبدیل و بعد فرکتال ذرات جامد بافت خاک با برازش خطی و غیرخطی سه رابطه ی فوق الذکر تعیین شد. برازش غیرخطی روش کرچنکو و ژانگ به دلیل ضریب تبیین بالاتر و میانگین مربعات خطا کمتر و معیار اطلاعاتی آکائیکه کوچک تر به عنوان مناسب ترین روش محاسبه ی بعد فرکتال ذرات بافت انتخاب شد. تجزیه وتحلیل خطا نیز موید این روش است. بین بعد فرکتال حاصل از برازش خطی و غیرخطی در دو روش جرمقطر و جرمقطر کراچنکوژانگ رابطه ی معنی دار ولی نه چندان قوی مشاهده شد. از این روابط می توان برای تصحیح بعد فرکتال تعیین شده در مطالعات قبلی استفاده نمود.

Comparison of Methods of Determining Texture Fractal Dimension: A Case Study of the Soils of Taqanak, Shahrekord

Texture fractal dimension is a physical index to describe soil particle size distribution having a variety of applications. Fractal dimension may be calculated from three relations of masstime, massdiameter and modified massdiameter (KravchenkoZhang) with two linear and nonlinear options for fittings. The aim of the present study was to compare methods and select an appropriate one and fitting option for determining the fractal dimension using hydrometer data. Sixty soil sles were collected from four fields of Taqanak, near Shahrekord. After removal of organic matter and other initial treatments, hydrometer readings were obtained at 0.67, 1, 2, 5, 15, 30, 60, 120, 180, 1440 and 2880 minutes and were converted to masstime or massdiameter data. Nonlinear fitting of the KravchenkoZhang massdiameter relation was selected as the most appropriate method of calculating the fractal dimension of solid particles, due to its highest coefficient of determination and smallest mean square error and lowest Akaike Information Criteria. Error analysis also confirmed this conclusion. There was a significant, though not very strong, relationship between the fractal dimension obtained by linear and nonlinear fitting of mass diameter and KravchenkoZhang massdiameter methods. These relationships can be used to correct the fractal dimension determined by other methods and fitting options.