Estimation of soil moisture characteristic curve based on simple one parameter model

Subject Areas : Farm water management with the aim of improving irrigation management indicators

Hamid Reza Fooladmand ¹ (Associated Professor of Irrigation and Drainage, Department of Water Engineering, Marvdasht Branch, Islamic Azad University, Marvdasht, Iran)
Effat Allasvand ² (Former M. S. Student of Irrigation and Drainage, Department of Water Engineering, Marvdasht Branch, Islamic Azad University, Marvdasht, Iran)

Received: 2015-06-10 Accepted : 2015-12-20 Published : 2015-12-21

Keywords: Fars province, one parameter model, soil moisture characteristic c, UNSODA,

Abstract :

Measurement of soil moisture characteristic curve in laboratory and field is costly, time consuming and difficult. Since, this curve is necessary for studying water movement in unsaturated soil, therefore using the estimated methods for this curve is common. The model of Grykson et al. (1987) is a single one parameter model based on the logarithmic shape. This model has two coefficients with negative correlation and the other unknown parameter. In this study, soil bulk density and geometric standard deviation of the particle-size diameter were used for determining the unknown parameter of model. For this purpose, 160 soils from UNSODA soil data bases and 32 soils from Fars province were used, and four conditions have been considered: a) Calibration the results for different soil textural classes and validation the results for remained soils in each soil textural class. b) Calibration the results for UNSODA soils and validation the results for soils of Fars province. c) Calibration the results for soils of Fars province and validation the results for UNSODA soils. d) Calibration the results for about 80 percent of total soils and validation the results for about remained 20 percent of soils. The obtained results in condition one showed the good accuracy for estimating soil moisture characteristic curve in different soil textural classes. Also, the comparison of conditions two, three and four indicated that the calibration results based on UNSODA soil data bases were better for estimating soil moisture characteristic curve.

References:

بایرام، م. و بهمنی، ا. 1394. تأثیر نوع خاک و وضعیت تراکم بر منحنی مشخصه رطوبتی خاک. نشریه حفاظت منابع آب و خاک، 4 (4): 65-78.

ترابی فارسانی، ن.، و قهرمان، ب. 1386. مقایسه چند تابع انتقالی متداول برای برآورد منحنی رطوبتی خاک در چند خاک ایران. مجله آبیاری و زهکشی ایران. 1(2): 45-57. 

حسینی عزآبادی، س. ج.، بهرامی، ح. ع.، میرنیا، س. خ. و سعادت، س. 1382. تخمین منحنی رطوبتی خاک با استفاده از مدل تک پارامتری. علوم خاک و آب. 17(1): 49-57.

حق‌وردی، ا.، قهرمان، ب.، خوشنود یزدی، ع. ا.، جلینی، م. و عربی، ز. 1391. اعتبارسنجی و مقایسه چند تابع انتقالی نقطه‌ای و پارامتریک برای پیش‌بینی میزان رطوبت خاک در پتانسیل‌های ماتریک مختلف. پژوهش‌های حفاظت آب و خاک. 19(2): 1-22. 

فولادمند، ح. ر. و هادی‌پور، س. 1390. ارزیابی توابع انتقالی پارامتریک برای تخمین منحنی مشخصه آب خاک در استان فارس. علوم آب و خاک. 15(58): 25-37. 

قربانی دشتکی، ش. و همایی، م. 1381. برآورد پارامتریک توابع هیدرولیکی بخش غیر اشباع خاک با استفاده از توابع انتقالی. مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی. 3(12): 1-15. 

مطلبی، ا.، همایی، م.، زارعی، ق. و محمودی، ش. 1389. بررسی تاثیر آهک بر ویژگیهای رطوبتی خاکهای سری گرمسار با استفاده از توابع انتقالی. مجله آبیاری و زهکشی ایران. 4(3): 426-439. 

موذن‌زاده، ر.، قهرمان، ب.، داوری، ک. و خوشنودیزدی، ع. ا. 1388. ارزیابی عملکرد چند تابع انتقالی داخلی در برآورد منحنی نگهداشت رطوبتی. آب و خاک. 23(4):‌55-66. 

میرخانی، ر.، شعبانپور شهرستانی، م. و سعادت، س. 1384. برآورد منحنی مشخصه رطوبتی خاک با استفاده از توابع انتقالی.  دانش کشاورزی. 15(3):‌ 151-162. 

Brooks, R. H., and Corey, A. T. 1964. Hydraulic properties of porous media. Colorado State University, Hydrology Paper No. 3., Fort Collins, USA.

Campbell, G. S. 1974. A simple method for determining unsaturated conductivity from moisture retention data. Soil Sci. 117: 311-314.

Fooladmand, H. R., and Hadipour, S. 2011. Parametric pedotransfer functions of a simple linear scale model for soil moisture retention curve. Afric. J. Agric. Res. 6(17): 4000-4004.

Ghanbarian-Alavijeh, B., and Liaghat, A. M. 2009. Evaluation of soil texture data for estimating soil water retention curve. Can. J. Soil Sci. 89(4): 461-471.

Gregson, K., Hector, D. J., and Mc Gowan, M. 1987. A one-parameter model for the soil water characteristic. J. Soil Sci. 38: 483-486.

Groenevelt, P. H., and Grant, C. D. 2004. A new model for the soil-water retention curve that solves the problem of residual water contents. Europ. J. Soil Sci. 55: 479-485.

Sepaskhah, A. R., and Bondar, H. 2002. Estimating van Genuchten soil water retention curve from some soil physical properties. Iran Agric. Res. 21: 105-118.

Shirazi, M. A., and Boersma, L. 1984. A unifying quantitative analysis of soil texture. Soil Sci. Soc. Am. J. 48:142-147. 

Tietje, O., and Hennings, V. 1996. Accuracy of the saturated hydraulic conductivity prediction by pedo-transfer functions compared to the variability within FAO textural classes. Geoderma. 69: 71-84.

van Genuchten,  M. Th. 1980. A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils. Soil Sci. Soc. Am. J. 44: 892-898.

Wagner, B., Tarnawski, V. R., Hennings, V., Muller, U., Wessoleu, G., and Plagge, R.  2001. Evaluation of pedotransfer functions for unsaturated soil hydraulic conductivity using an independent data set. Geoderma. 102: 275– 297.

Williams, J., Prebble, R. E., Williams, W. T., and Hignett, C. T. 1983. The influence of texture, structure and clay mineralogy on the soil moisture characteristic. Aust. J. Soil Res. 21: 15-32.