كارايي روش طيف‌سنجي مرئي - فروسرخ نزديك براي پيش‌بيني برخي ويژگي هاي فيزيكي و مكانيكي در حوضه آبخيز مندرجان – زاينده رود

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

علوم و مهندسي خاك

كارشناسي ارشد

خاك پايه واساس حيات؛كشاورزي و امنيت غذايي به شمارمي‌رود ومطالعه خواص فيزيكي و مكانيكي پايه بسيار مهمي براي حفاظت ازخاك و مديريت خاك وآب است. با نظارت بر تغييرات ويژگي¬هاي فيزيكي خاك مي‌توان پيش‌بيني دقيق تناسب اراضي و مسيركشاورزي پايدار را دنبال كرد. ويژگي هاي مكانيكي خاك به طور گسترده براي اهداف مهندسي و زمين‌شناسي و همچنين در كاربردهاي كشاورزي و زيست‌محيطي استفاده مي‌شوند. روش‌هاي آزمايشگاهي متعارف مطالعات مكانيكي به علت صرف زمان و هزينه هاي كلان درايران به طور محدود انجام مي‌گردد كه امروزه روش‌هاي نوين مانند طيف‌سنجي اين مشكلات را برطرف كرده است. دراين پژوهش كارايي روش‌هاي اسپكترومتري مرئي تا فروسرخ نزديك دربرآورد شاخص هاي فيزيكي و مكانيكي براي 100 نقطه مطالعاتي درسطح حوضه آبخيزمندرجان-زاينده رود از نمونه‌هاي خاك رويي عمق 0 تا 30 سانتي متري مورد ارزيابي قرارگرفت. همچنين حدودآتربرگ و ويژگي هاي فيزيكي همگي به روش آزمايشگاهي اندازه¬گيري شدند. ويژگي¬هاي فيزيكي بررسي شده شامل ميانگين وزني قطر خاكدانه، هدايت هيدروليكي اشباع ، مقاومت فروروي خشك و مقاومت فروروي اشباع و همچنين ويژگي¬هاي مكانيكي شامل حدود آتربرگ اندازه‌گيري شد. تمامي 100 نمونه خاك توسط دستگاه طيف سنج در دامنه 350 تا 2400 نانومتر در سه تكرار مورد ارزيابي قرار گرفتند و طيف هاي به دست آمده بعد از اعمال پيش‌پردازش هاي شش¬گانه در مدل سازي مورد استفاده قرار گرفتند. در اين پژوهش براي مدل سازي بين طيف‌هاي مرئي - فروسرخ نزديك و شاخص¬هاي مكانيكي انتخاب شده از الگوريتم رگرسيون حداقل مربعات جزئي استفاده شد. نتايج اين پژوهش نشان داد كه بهترين پيش‌پردازش انتخاب شده براي هريك از ويژگي¬هاي هدايت هيدروليكي اشباع ، ميانگين وزني قطر خاكدانه ، مقاومت فروروي اشباع و خشك ، حدرواني ، حدانقباض ، شاخص انقباض و شاخص خميري پيش‌پردازش داده‌هاي طيفي خام است كه ضرايب تبيين پيش‌بيني شده به ترتيب برابر35/0 ، 0001/0 ، 59/0 ، 66/0 ، 51/0 ، 90/0 ، 41/0 و 007/0 است. بهترين عملكرد را حدانقباض و بعد ازآن حدرواني و مقاومت فروروي خشك وضعيف¬ترين عملكردها در پيش‌بيني شاخص انقباض و مقاومت فروروي خشك خاك حاصل شد. براي شاخص تردي و حدخميري درتمامي پيش‌پردازش هاي اعمال شده نتايج قابل قبولي به دست نيامد. اين نتايج براي هر شاخص به ميزان همبستگي با استحكام خاك ، درصد و نوع رس و ميزان ماده‌آلي بستگي داشت .يافته ها نشان داد طيف‌سنجي روشي قابل اعتماد براي پيش‌بيني برخي ويژگي¬هاي مكانيكي خاك قابل استفاده است. ولي براي بهبود نتايج پيشنهاد مي شود ساير مدل‌هاي غيرخطي و مبتني بر ماشين يادگيري در مرحله واسنجي مورد ارزيابي قرار گيرند.

237013

مديريت منابع خاك-منابع خاك و ارزيابي اراضي

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان