بازيابي رطوبت خاك در مقياس مزرعه با استفاده از جذب داده در مدل HYDRUS-1D

كارشناسي ارشد

تخمين ميزان رطوبت خاك با دقت بالا يكي از چالشهاي مهم دهة اخير در هيدرولوژي بوده است. مشاهدة زميني براي ايجاد يك سري زماني از رطوبت خاك اغلب به سادگي انجام نمي شود و نيازمند صرف زمان و هزينة زيادي مي باشد. همچنين ماهواره هاي اندازه گيري كنندة مستقيم رطوبت خاك داراي دقت مكاني پايين براي مطالعات در مقياس هاي كوچك مانند مزرعه مي باشند. علاوه بر اين تصاوير ماهواره اي فقط مشاهده اي از لاية سطحي خاك ارائه مي كنند و براي اندازه گيري رطوبت خاك در عمق هاي بيشتر محدود مي باشند. استفاده از داده هاي مشاهداتي سنجش از دور به همراه واسنجي مدل شبيه سازي حركت آب در خاك به روش جذب داده بمنظور دستيابي به ميزان رطوبت خاك و پارامترهاي هيدروليكي خاك، بعنوان جايگزيني براي اندازه گيري هاي زميني مطرح شده و خطاهاي احتمالي در شبيه سازي را كاهش مي دهد. اين روش با تركيب نتايج حاصل از مدل يك بعدي شبيه سازي حركت آب در خاك و داده هاي مشاهداتي، ميزان دقت در شبيه سازي را به مقدار قابل توجهي افزايش مي دهد. در اين پژوهش براي تخمين رطوبت و خصوصيات هيدروليكي خاك در محدودة مطالعاتي در مقياس مزرعه، از مشاهدات حاصل از اندازه گيري هاي زميني و ماهواره اي با بكارگيري الگوريتم EnKF از جذب داده براي واسنجي مدل HYDRUS-1D استفاده شده است. جذب داده با استفاده از سه منبع مختلف مشاهداتي شامل مشاهدة زميني رطوبت خاك، دماي سطح خاك حاصل از ماهوارة 8Landsat- و سنجندة Modis انجام شده است. مقايسة نتايج حاصل با در نظر گرفتن معيارهاي نكوئي برازش NSE،RMSE ، R^2 و PBIAS نشان مي دهد كه در جذب هر سه نوع از مشاهدات با افزايش عمق خاك ، دقت شبيه سازي كاهش پيدا مي كند. همچنين جذب دادة حاصل از اندازه گيري زميني رطوبت خاك در مقايسه با داده هاي ماهواره اي بهترين تخمين از رطوبت خاك و پارامترهاي هيدروليكي را ارائه مي كند. اما با توجه به مشكلات موجود در جهت دستيابي به داده هاي زميني و در مقابل، گستردگي مكاني و سهولت در دسترسي به داده هاي ماهواره اي، جذب داده هاي دماي سطحي خاك (LST) حاصل از تصاوير ماهوارة 8Landsat- كه دقت قابل توجهي نسبت به نتايج حاصل از سنجندة Modis دارد، جايگزين مناسبي براي استفاده از داده هاي زميني بمنظور تخمين پروفيل عمقي رطوبت و پارامترهاي هيدروليكي خاك با دقت قابل قبول مي باشد.

195243

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي و مديريت منابع آب

دكتر حسين عليزاده - دكتر برات مجردي