نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 گروه خاکشناسی دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس

3 مدیرعامل شرکت دانش بنیان زمین آب پی

چکیده

رطوبت خاک یکی از پارامترهای بنیادی محیط زیست است که بر زندگی گیاهی، جانوری و فعالیت ریزجانداران مستقیماً تأثیرگذار بوده است. اندازه‌گیری مقدار دقیق رطوبت حجمی خاک در علوم کشاورزی، هیدرولوژی و خاکشناسی بسیار حائز اهمیت است. لذا استفاده از روشی که بتواند رطوبت خاک را در شرایط طبیعی و بدون دست‌خوردگی با سرعت و دقت بالا به‌دست آورد، بسیار با‌ اهمیت است. روش رادار نفوذی زمین (GPR) به عنوان یک روش غیر مخرب برای بررسی زیرسطحی چندی است که در حال تکامل است. مطالعات مختلفی در زمینه تعیین رطوبت خاک با استفاده از GPR انجام شده است، اما در ایران مطالعات محدودی در این زمینه انجام شده است. بنابراین هدف از انجام این پژوهش انداره‌گیری رطوبت خاک با استفاده از روش GPR و مقایسه با روش های وزنی و TDR می‌باشد. این پژوهش طی دو مرحله در فصل مرطوب(اواخر زمستان) و خشک(اواخر بهار) از منطقه مطالعاتی با استفاده از سه روش GPR، روش وزنی و دستگاه TDR برداشت گردید. نتایج بیانگر این است که در منطقه مورد مطالعه، پراکنش رطوبت در هر مرحله از برداشت، تغییرات محدودی را نشان می‌دهد در صورتی که تغییرات زمانی رطوبت در فاصله زمانی بین فصل زمستان و بهار چیزی حدود 10-15 درصد اختلاف دارد. همچنین شاخص میانگین مربعات خطای روش GPR در مقایسه با روش TDR 13/2 می باشد همچنین این شاخص در مقایسه روش GPR و وزنی 81/3 می باشد و ضریب همبستگی دراین دو مقایسه به ترتیب برابر با 87/0 و 95/0 می باشد که بیانگر دقت بالای روش GPR برای برآورد رطوبت خاک می باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Estimation of spatio-temporal variability of soil moisture with ground penetrating radar(GPR)

نویسندگان [English]

  • mohammad taghi heydari 1
  • Hosseinali Bahrami 2
  • , alireza aliyari 3

1 soil department. faculty of agriculture. tarbiat modares university. Tehran. Iran

2 soil science Dep. faculty of Agr. Tarbiat modares university, Tehran, Iran

3 zamin ab pey corporation

چکیده [English]

Soil moisture is one of the fundamental parameters of the environment that is directly influenced by plant life, animal and activity of micro-organisms and plays a major role in energy exchanges between air and soil. Determination of the exact amount of soil moisture content in agricultural, hydrology and geological sciences is very important. Therefore, the use of a method that can achieve soil moisture in normal and non-corrosion conditions with high speed and accuracy is very important and fundamental. The Ground Penetrating Radar (GPR) is a non-destructive method for the subsurface investigation that is evolving and seems to be able to greatly help agriculture to identify soil and protect culture systems. Different studies have been done in the field of soil moisture determination using GPR, but in Iran, there are limited studies on the ability of this method to estimate spatial changes of soil moisture content, therefore, this research has been done with these goals. The results indicate that in the study area, the distribution of humidity at each stage of harvest shows limited changes if the time changes of humidity in the time interval between winter and spring are about 10-15% of the difference. Also, the mean square of GPR method error compared with TDR 13.2 method is also compared to the GPR and weighted 81.3 method and the correlation coefficient in these two comparisons is equal to 0.87 and 0.95, which indicates the high accuracy of the GPR method for estimating soil moisture.

کلیدواژه‌ها [English]

  • soil moisture
  • Ground Penetrating Radar
  • Time Domain Reflectometry method
  • gravimetric method