Published January 1, 2019 | Version v1
Publication Open

Performance of the Groenevelt and Grant Model for Fitting Soil Water Retention Data from Brazilian Soils

Creators

  • 1. Universidade Federal de Lavras
  • 2. Universidade de São Paulo
  • 3. Universidade Federal do Paraná

Description

The soil water retention curve (SWRC) is essential for vadose zone hydrological modeling and related applications. In 2004, Groenevelt and Grant (GRT) presented a mathematical model for describing the SWRC and reported its mathematical versatility and good fit to soils from a Dutch database. In order to evaluate the application of GRT to SWRCs of Brazilian soils, we aimed to analyze the performance of GRT for 72 soils from Brazil. Besides that, the obtained results with GRT for these soils were compared to the fitting performance of the most frequently used models: Brooks and Corey (BC) and van Genuchten-Mualem (VGM). The three models were fitted to available soil water retention data by minimizing the sum of square errors. The Pearson correlation coefficient (r) and the Root Mean Square Error (RMSE) were used to assess the goodness-of-fit. Results showed high correlation coefficients (r≥0.95) and small values of RMSE (RMSE ≤0.03 cm3 cm-3) for all fits. The goodness-of-fit was of similar performance for the three models with a positively correlation between them. The major difference in shape among GRT, BC, and VGM occurred in the near saturated range, while they were almost identical for low matric potentials. The exponent of GRT showed to be highly correlated with exponents of BC and VGM, but the correlation between the other shape parameters is not well defined, making a direct conversion still difficult.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يعد منحنى الاحتفاظ بمياه التربة (SWRC) ضروريًا للنمذجة الهيدرولوجية لمنطقة فادوز والتطبيقات ذات الصلة. في عام 2004، قدم غرونفلت وغرانت (GRT) نموذجًا رياضيًا لوصف SWRC وأبلغوا عن تنوعه الرياضي وملاءمته الجيدة للتربة من قاعدة بيانات هولندية. من أجل تقييم تطبيق GRT على SWRCs للتربة البرازيلية، استهدفنا تحليل أداء GRT لـ 72 تربة من البرازيل. إلى جانب ذلك، تمت مقارنة النتائج التي تم الحصول عليها باستخدام GRT لهذه التربة بالأداء المناسب للنماذج الأكثر استخدامًا: Brooks and Corey (BC) و van Genuchten - Mualem (VGM). تم تركيب النماذج الثلاثة على بيانات الاحتفاظ بمياه التربة المتاحة عن طريق تقليل مجموع الأخطاء المربعة. تم استخدام معامل ارتباط بيرسون (ص) وخطأ الجذر المتوسط التربيعي (RMSE) لتقييم صلاحية الملاءمة. أظهرت النتائج معاملات ارتباط عالية (r≥0.95) وقيم صغيرة من RMSE (RMSE ≤0.03 سم 3 سم 3) لجميع النوبات. كانت جودة الملاءمة ذات أداء مماثل للنماذج الثلاثة مع وجود علاقة إيجابية بينها. حدث الاختلاف الرئيسي في الشكل بين GRT و BC و VGM في النطاق المشبع تقريبًا، بينما كانت متطابقة تقريبًا مع إمكانات المصفوفة المنخفضة. أظهر أس GRT ارتباطًا وثيقًا بأسس BC و VGM، لكن الارتباط بين معلمات الشكل الأخرى غير محدد جيدًا، مما يجعل التحويل المباشر لا يزال صعبًا.

Translated Description (French)

La courbe de rétention d'eau du sol (SWRC) est essentielle pour la modélisation hydrologique de la zone vadose et les applications connexes. En 2004, Groenevelt et Grant (GRT) ont présenté un modèle mathématique pour décrire le SWRC et ont rapporté sa polyvalence mathématique et son bon ajustement aux sols à partir d'une base de données néerlandaise. Afin d'évaluer l'application de la TJB aux SWRC des sols brésiliens, nous avons cherché à analyser la performance de la TJB pour 72 sols du Brésil. En outre, les résultats obtenus avec GRT pour ces sols ont été comparés aux performances d'ajustement des modèles les plus fréquemment utilisés : Brooks et Corey (BC) et van Genuchten-Mualem (VGM). Les trois modèles ont été adaptés aux données disponibles sur la rétention d'eau dans le sol en minimisant la somme des erreurs carrées. Le coefficient de corrélation de Pearson (r) et l'erreur quadratique moyenne (RMSE) ont été utilisés pour évaluer la qualité de l'ajustement. Les résultats ont montré des coefficients de corrélation élevés (r≥0,95) et de petites valeurs de RMSE (RMSE ≤0,03 cm3 cm-3) pour tous les ajustements. La qualité de l'ajustement était de performance similaire pour les trois modèles avec une corrélation positive entre eux. La principale différence de forme entre GRT, BC et VGM s'est produite dans la plage presque saturée, alors qu'elles étaient presque identiques pour les faibles potentiels matriciels. L'exposant de GRT s'est avéré être fortement corrélé avec les exposants de BC et VGM, mais la corrélation entre les autres paramètres de forme n'est pas bien définie, ce qui rend une conversion directe encore difficile.

Translated Description (Spanish)

La curva de retención de agua del suelo (SWRC) es esencial para el modelado hidrológico de zonas vadosas y aplicaciones relacionadas. En 2004, Groenevelt y Grant (GRT) presentaron un modelo matemático para describir el SWRC e informaron su versatilidad matemática y su buen ajuste a los suelos a partir de una base de datos holandesa. Con el fin de evaluar la aplicación de GRT a los SWRC de suelos brasileños, nuestro objetivo fue analizar el rendimiento de GRT para 72 suelos de Brasil. Además de eso, los resultados obtenidos con GRT para estos suelos se compararon con el rendimiento de ajuste de los modelos más utilizados: Brooks and Corey (BC) y van Genuchten-Mualem (VGM). Los tres modelos se ajustaron a los datos de retención de agua del suelo disponibles minimizando la suma de errores cuadrados. El coeficiente de correlación de Pearson (r) y el error cuadrático medio (RMSE) se utilizaron para evaluar la bondad de ajuste. Los resultados mostraron altos coeficientes de correlación (r≥0.95) y pequeños valores de RMSE (RMSE ≤0.03 cm3 cm-3) para todos los ajustes. La bondad de ajuste fue de rendimiento similar para los tres modelos con una correlación positiva entre ellos. La principal diferencia en la forma entre GRT, BC y VGM ocurrió en el rango casi saturado, mientras que fueron casi idénticos para los potenciales mátricos bajos. El exponente de GRT mostró estar altamente correlacionado con los exponentes de BC y VGM, pero la correlación entre los otros parámetros de forma no está bien definida, lo que dificulta aún una conversión directa.

Files

0100-0683-rbcs-43-e0180217.pdf.pdf

Files (650.9 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:f1a6c3570863b0c50a83f454c24d2ecb
650.9 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
أداء نموذج غرونفيلت ومنح لتركيب بيانات الاحتفاظ بمياه التربة من التربة البرازيلية
Translated title (French)
Performance du modèle Groenevelt et Grant pour l'ajustement des données de rétention d'eau des sols brésiliens
Translated title (Spanish)
Rendimiento del modelo de Groenevelt y Grant para ajustar los datos de retención de agua del suelo de los suelos brasileños

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2964084039
DOI
10.1590/18069657rbcs20180217

Is supplement to
https://openalex.org/W4366963845 (Other)
https://openalex.org/W2499501417 (Other)
https://openalex.org/W2316570663 (Other)
https://openalex.org/W2211060868 (Other)
https://openalex.org/W2092760906 (Other)
https://openalex.org/W2078470441 (Other)
https://openalex.org/W2058953751 (Other)
https://openalex.org/W2056877777 (Other)
https://openalex.org/W1993818211 (Other)
https://openalex.org/W1979933324 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W1580902816
  • https://openalex.org/W1963872206
  • https://openalex.org/W1989350061
  • https://openalex.org/W2010911062
  • https://openalex.org/W2026934756
  • https://openalex.org/W2029373676
  • https://openalex.org/W2035797765
  • https://openalex.org/W2044118236
  • https://openalex.org/W2048568378
  • https://openalex.org/W2056245826
  • https://openalex.org/W2070455754
  • https://openalex.org/W2075648027
  • https://openalex.org/W2088359805
  • https://openalex.org/W2105804759
  • https://openalex.org/W2162604832
  • https://openalex.org/W2167659178
  • https://openalex.org/W2507646458
  • https://openalex.org/W2752024332
  • https://openalex.org/W2798152529