امکان سنجی و ارزیابی برآورد رطوبت حجمی نیمرخ خاک با استفاده از داده‌های رادار زیرسطحی در دامنه جنوبی البرز

اخیراً رادار نفوذی به زمین (ژئورادار،GPR )، برای شناسایی شرایط زیرسطحی، به ویژه، بررسی­های ژئوفیزیک اکتشافی و اندازه­گیری مقدار رطوبت حجمی بدون تخریب ساختمان خاک به عنوان روشی سریع و غیر تهاجمی، در مقیاس مزرعه تا زیر حوضه به کار گرفته شده است. این پژوهش با هدف امکان­سنجی و ارزیابی دقت استفاده از ژئورادار به منظور برآورد مقدار رطوبت حجمی خاک در مقیاس مزرعه و مقایسه روش رادار زیرسطحی نسبت به دو روش اندازه­گیری رطوبت حجمی در آزمایشگاه و انعکاس­سنجی دامنه زمانی انجام گرفته است. به این منظور از یک دستگاه رادار زیرسطحی مجهز به آنتن 700 مگاهرتز استفاده گردید. داده­ها بکمک دستگاه ژئورادار به صورت آفست معمول و در خاک­هایی که شامل سه نوع بافت لوم، لوم شنی و لوم سیلتی بود، برداشت شد. مقادیر رطوبت حجمی خاک با اندازه­گیری رطوبت وزنی خاک و جرم وی‍ژه ظاهری خشک در آزمایشگاه به دست آمدند. به­منظور محاسبه سرعت سیگنال­های رادار و ثابت دی­الکتریک خاک از روش برازش توابع هذلولی به عوارض آشکار­شده در رادارگرام­ها استفاده شد. سپس با استفاده از یک رابطه ریاضی، مقادیر ثابت دی­الکتریک به مقادیر رطوبت حجمی خاک مرتبط شدند. با مقایسه نتایج حاصل از روش رادار زیرسطحی با اندازه­گیری­های آزمایشگاهی، مقادیر آماره­های ریشه میانگین مربعات خطا و حداکثر خطا به ترتیب برابر با 32/3 و 8/5 درصد محاسبه شد. با مقایسه نتایج حاصل از روش رادار زیرسطحی و مقادیر حاصل از روش انعکاس­سنج دامنه­ی زمانی، مقادیر ریشه میانگین مربعات خطا و حداکثر خطا به­ترتیب برابر با 4/2 و 5 درصد به دست آمد. همچنین، ضریب همبستگی بین مقادیر حاصل از روش رادار زیرسطحی با نتایج بدست آمده از اندازه­گیری­های آزمایشگاهی برابر با 86/0 محاسبه شد. بر اساس نتایج به دست آمده، روش رادار زیرسطحی به­دلیل سهولت استفاده و فراهم کردن حجم بالایی از وضعیت رطوبت نیمرخ خاک، می­تواند به عنوان روشی سریع (بدون تخریب ساختمان خاک) و اقتصادی، برای برآورد رطوبت حجمی نیمرخ خاک در مقیاس­های مزرعه تا زیر حوزه­ی آبخیز مورد استفاده قرار گیرد.