ارزیابی حساسیت داده گواری رطوبت خاک به تعداد عمق های نمونه برداری و فواصل زمانی بین اندازه گیری ها با استفاده از حل عددی معادله ریچاردز

روش های گوناگونی برای بدست آوردن رطوبت خاک در عمق ریشه توسعه یافته اند که از آن جمله می توان به استفاده از حسگرهای اندازه گیری رطوبت خاک و یا به مدل های شبیه سازی رطوبت خاک اشاره کرد. هر یک از روش ها مزایا و معایب خود را دارند. علم داده گواری به مجموعه روش هایی اطلاق می گردد که در آن به صورت توام از مدل های مبتنی بر فیزیک پدیده ی مورد مطالعه و مشاهدات اندازه گیری شده از آن، استفاده می گردد تا تخمین دقیق تری از پدیده مورد مطالعه بدست آید. در پژوهش حاضر، امکان کاهش تعداد عمق های اندازه گیری رطوبت توسط حسگرهای رطوبت سنج خاک در عمق و افزایش فاصله زمانی بین دو برداشت اطلاعات متوالی از حسگرهای رطوبت سنج آن ها، با استفاده از داده گواری به کمک فیلتر کالمن همادی بررسی شد. داده های مورد نیاز مدلسازی از دو مزرعه چغندرقند و دو مزرعه ذرت علوفه ای در منطقه جوین در استان خراسان رضوی در بازه زمانی اردیبهشت تا آبان ۱۳۹۹ به صورت میدانی برداشت شد. نتایج پژوهش مبین آن بود که سناریوهای داده گواری با استفاده از فیلتر کالمن همادی توانسته اند با استفاده از مشاهدات با فواصل زمانی طولانی تر به سطح مناسبی از دقت برسند و مجموع قطر ماتریس کوواریانس شبیه سازی را در مقایسه با شبیه سازی سیستم بدون داده گواری ۶۱ تا ۸۶ درصد کاهش دهند. nRMSD رطوبت خاک برای عمق لایه توسعه ریشه، در مقایسه با شبیه سازی سیستم بدون داده گواری، از۰.۰۴ تا ۰.۱۲ کاهش یافت. مقایسه نتایج سناریوهای داده گواری نشانگر آن بودند که با انتخاب مناسب تعداد عمق های مشاهدات، امکان دستیابی به تخمینی از رطوبت خاک با دقت مناسب، با استفاده از حداقل تعداد حسگرهای رطوبت خاک فراهم است.

کلیدواژه ها:

تخمین بهینه حالت ، تبخیر-تعرق ، جزء برداشت ، فیلترکالمن همادی