SOIL MOISTURE RETENTION CURVE WITH RESPECT
TO AIR ENTRY SUCTION STAGE *

ABD EL MONIEM, M.

Soil and Water Research Department, Nuclear Research
Center, Atomic Energy Authority, Egypt.

Key words: Pore size index, Air entry suction, Soil moisture retention curve.

منحنى الشد الرطوبى الأرضى مع الأخذ فى الاعتبار مرحلة جهد دخول الهواء

محمد عبد المنعم

خلاصـــة

يهدف هذا البحث إلى إيجاد نموذج لمنحنى الشد الرطوبى الأرضى مع الأخذ فى الاعتبار مرحلة جهد دخول الهواء، وهى المرحلة التى أهملت فى نموذج فان جنختن (1980). يشمل هذا النموذج المقترح مرحلتين؛ الأولى قبل دخول الهواء لمسام التربة والتى تسمى مرحله دخول الهواء والثانية بعد دخول الهواء لمسام التربة نتيجة لتفريغ الماء من المسام بفعل الجاذبية الأرضية. فى هذه المرحلة، فجميع مسام التربة تكون ممتلئة بماء الرى ويكون المحتوى الرطوبى للتربة ثابتاً عند نقطة التشبع وعلى هذا، فأن النموذج المقترح يكون أكثر ملائمة فى التعبير عن النتائج المتحصل عليها من البيانات المعملية للمحتوى الرطوبى الأرضى حجماً والمقابل له للجهد الأرضى. 

q_r  + (q_s - q_r )[ 1   ₊ ( α h ) ^{1 + λ}  ] ^{– (λ  / ( 1 + λ)       at h ≤ hb ,  λ = 0}

q = {

q_r  + (q_s - q_r )[ 1   ₊ (  α h ) ^{1 + λ}  ] ^{– (λ  / ( 1 + λ)       at h ≥ hb ,  λ = λ}

حيث أن :

: المحتوى الرطوبى الأرضى حجماً المقابل للشد الرطوبى الأرضىq

: جهد دخول الهواء (ملى بار)h_b

: المحتوى الرطوبى المتبقى حجماًq_r

: المحتوى الرطوبى عند التشبعq_s

 : دليل المسام الحجمىλ

وقد اختبرت النتائج إحصائياً للنموذجين (النموذج المقترح ونموذج فان جنختن) مع النتائج المعملية عند العمق 45 و 60 سم للأرض الرملية بأنشاص، مصر، ووجد أن النتائج المعملية متوافقة تماما مع النموذج المقترح.

ABSTRACT

This study aims to obtain a model for  soil moisture r etention curve with taken in consideration the stage of air entry suction, which was  neglected by Van Genuchten’s model (1980). This model is consists of two stages; the first stage before air enters to soil pores, which is called air entry suction stage, and the second one after air enters empty soil pores from soil moisture resulted from gravitational potentional.  In this stage, the total soil pores are full of irrigation water and the soil moisture content is constant at saturation point, so, the following model is the best expression for output of the experimental data of volumetric water contents and next to soil matric suction:

    q_r  + (q_s - q_r )[ 1   + ( α h ) ^{1 + λ}  ] ^{– (λ  / ( 1 + λ)       at h ≤ hb ,  λ = 0}

q = {

  q_r  + (q_s - q_r )[ 1  + ( α h ) ^{1 + λ}  ] ^{– (λ  / ( 1 + λ)       at h ≥ hb ,  λ = λ}

where :

q  is the volumetric water content at soil matric suction h, mbar

h_b  is the air entry potential, mbar

q_r  is the volumetric residual soil moisture content

q_s is the saturation point

λ, is the pore size index of Brooks and Corey (1964)

The output data for the two models (suggested model and Van Genuchten’s model) were tested with experimental data at 45 and 60 cm depths of Inshas sandy soil, Egypt. The experimental data were more fitting in case suggested model than Van Genuchten’s one because of respecting air entry suction stage and use pore size index instead of "n" and "m" parameters in Van Genuchten’s model .