تخمین مقاومت برشی خاک با استفاده از توابع انتقالی و توابع پیش بینی فضایی خاک

نوع مقاله : مقالات پژوهشی

نویسندگان

• بیژن خلیلی مقدم ¹
• مجید افیونی ²
• احمد جلالیان ³
• کریم عباسپور ⁴
• امیراحمد دهقانی ⁵

¹ دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان

² دانشگاه صنعتی اصفهان

³ اصفهان

⁴ سوئیس

⁵ دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

10.22067/jsw.v0i0.8520

چکیده

چکیده
مقاومت برشی لایه رویین خاک (SSS) از پارامترهای موثر در مدل سازی فرسایش خاک و روان آب و شاخصی برای فرسایش پذیری خاک محسوب می‌شود. این پژوهش به منظور بررسی و برآورد مقاومت برشی لایه رویین خاک در زاگرس مرکزی با استفاده از روش رگرسیون چند متغیره خطی صورت گرفت. منطقه‌‌ی مورد بررسی به مساحت 23562 هکتار با کاربری‌های مرتع و مرتع تخریب شده انتخاب گردید. این منطقه بر اساس نقشه های توپوگرافی، زمین شناسی، کاربری اراضی و منابع و قابلیت اراضی، به 18 واحد کاری تقسیم گردید. در هر واحد کاری به صورت تصادفی نظارت شده، نمونه برداری (3-0 سانتی‌متری) انجام گرفت و در مجموع، 120 نمونه در 3 تکرار با در نظر گرفتن تنوع هر واحد برداشت گردید. پارامترهای زودیافت خاک شامل اندازه ذرات، کربن آلی و کربنات کلسیم به همراه شیب، جهت شیب، ارتفاع و شاخص پوشش گیاهی NDVI به عنوان پارامترهای ورودی انتخاب گردیدند. در این پژوهش سه مدل رگرسیونی مورد آزمون قرار گرفت. از ضریب همبستگی اسپیرمن، متوسط مربعات خطای نرمال شده (NMSE)، متوسط خطای مطلق (MAE)، میانگین هندسی خطا (GMER)، انحراف معیار هندسی خطا (GSDER) بین مقادیر اندازه‌‌گیری شده و تخمینی، جهت بررسی کارایی مدل های مختلف استفاده شد. نتایج نشان داد که تخریب اراضی به طور معنی داری مقاومت برشی لایه رویین را کاهش داد. کاربرد خواص توپوگرافی و پوشش گیاهی به همراه خواص زودیافت لایه رویین خاک باعث بهبود کارایی برآورد مقاومت برشی لایه رویین خاک گردید.

واژه‌های کلیدی: مقاومت برشی لایه رویین خاک، فرسایش پذیری خاک، زاگرس مرکزی

20.1001.1.20084757.1390.25.1.18.3

---

عنوان مقاله [English]

Estimation Surface Soil Shear Strength by Pedo-Transfer Functions and Soil Spatial Prediction Functions

نویسندگان [English]

• B. Khalilimoghadam ¹
• M. Afyuni ²
• A. Jalalian ³
• K. Abbaspour ⁴
• A.A. Dehghani ⁵

¹ Department of Agriculture, Khuzestan, Agricultural Science and Natural Resources University, Khuzestan Iran

² Faculty of Agriculture, Isfahan University of Technology

³ Faculty of Agriculture, Isfahan University of Technology

⁴ Swiss Federal Institute for Aquatic Science and Technology

⁵ Department of Water Engineering, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources

چکیده [English]

Abstract
Surface soil shear strength is an effective parameter in soil erosion and runoff modeling, and known as soil erodibility index. This study was conducted to investigate and predict soil shear strength in central Zagros region using multiple linear regressions (MLR). The study site was selected in rangeland and degraded-rangeland landuse with an area of 23562 ha. Based on the maps of geology, topography, landuse and soil capability, 18 Land Unit Tracts (LUT) was created. Supervised random sampling was used to collect samples in every land unit. A total of 120 samples were collected in triplicates to determine sample variability in each LUT. Soil samples were collected from the 0-3 cm of soil depth. Routinely measured (available) parameters included particle size distribution, soil organic carbon, CaCO3 in addition to slope, aspect; elevation and normalized difference vegetation index (NDVI) were used. Three MLR models were tested and investigated for soil shear strength in this study. The performances of the different models were evaluated using spearman’s correlation coefficient (r) between the observed and the estimated values, normalized mean square error (NMSE), mean absolute error (MAE), geometric mean of error ratio (GMER) and geometric standard deviation of the error ratio (GSDER). Results showed that land degradation significantly reduced surface soil shear strength. Addition of slope, aspect, elevation and NDVI to soil attributes as input parameters improved the performance criteria for soil shear strength.

Keywords: Surface soil shear strength, Soil erodibility, Central Zgros