Estymacja właściwości hydraulicznych gleb Niżu Polskiego

Abstract

W pracy przedstawiono teoretyczne podstawy zjawisk retencji i przepływu wody w glebie oraz wyniki badań nad pośrednim wyznaczaniem hydraulicznych właściwości gleb. Szczegółowo omówiono zagadnienia wyznaczania, parametryzacji i interpretacji krzywej wodnej retencyjności (KWR), polowej pojemności wodnej (PPW), wilgotności trwałego więdnięcia (WTW), wody dostępnej dla roślin (WDR) oraz przewodności hydraulicznej w stanie nasycenia gleby wodą (Ks). Dla potrzeb przeprowadzenia modelowania tych charakterystyk opracowano bazę danych hydraulicznych właściwości gleb z obszaru Niżu Polskiego. Baza ta zawiera zweryfikowane i ujednolicone pod względem jednostek szczegółowe dane analityczne i daje wgląd w skalę zróżnicowania poszczególnych charakterystyk oraz występujących między nimi współzależności. Analiza zależności między poszczególnymi charakterystykami gleb pozwoliła na opracowanie równań do wyznaczania parametrów równania van Genuchtena-Mualema dla KWR, FC, WTW, WDR oraz Ks na podstawie rutynowo oznaczanych parametrów gleb (charakterystyk składu granulometrycznego, zawartości węgla organicznego, gęstości i porowatości gleby). Dokładność estymacji właściwości hydraulicznych gleb przy użyciu opracowanych zależności porównano z wynikami uzyskanymi przy zastosowaniu modeli opisanych w literaturze, a wszystkie stosowane modele testowano i porównano także na niezależnych zbiorach danych. Do oceny dokładności estymacji zastosowano wiele statystycznych miar dokładności i efektywności modelowania. Przedstawione w książce metody informacje mogą mieć zastosowanie między innymi w praktyce inżynierskiej oraz przy przygotowywaniu danych wejściowych do modelowania procesów agrofizycznych.

This manuscript presents the results of studies concerning indirect estimation of the hydraulic properties of soils in the Polish Lowlands, the water retention curve (WRC), plant available water capacity (AWC) and saturated hydraulic conductivity (Ks). Equations for determining these characteristics are proposed, together with a comprehensive assessment of estimation accuracy by using various statistical measures of the accuracy and efficiency of modeling. The precision of the estimation of the hydraulic properties of soils that was carried out by using the developed models was compared with the results that were obtained by using models described in the literature; all of the applicable models were tested and compared by using independent datasets.