شبیهسازی عددی پارامترهای هیدرولیکی اشباع و غیر اشباع خاک در شرایط دو و سه بعدی و مقایسه با دیسک تنشی

     اهمیت تعیین مشخصات هیدرولیکی خاک­های غیر اشباع در انتقال املاح و جریان آب همواره مورد توجه مهندسان علوم خاک قرار گرفته است. از جمله این مشخصات هدایت هیدرولیکی است که باید در مکش­های مختلف تعیین گردد. هدایت هیدرولیکی غیر اشباع به دست آمده از دیسک تنشی به صورت سنتی از تحلیل وودینگ در حالت پایدار محاسبه می­شود. تخمین پارامترهای هیدرولیکی با حل عددی معادله­های جریان و بهینه­سازی پارامتر­ها به روش حل معکوس یکی از روش­های مرسوم است که دقت آن بستگی به نوع خاک دارد. در این تحقیق هدایت هیدرولیکی در شرایط مختلف رطوبتی (اشباع و غیر اشباع) در پنج مکش ۲۰، ۱۵، ۱۰، ۵ و صفر سانتی­متر با دیسک تنشی بر روی چهار نمونه استوانه­ای شکل خاک سیلتی رسی با قطر ۵۶ و ارتفاع ۷۵ سانتی­متر اندازه­گیریشد. سپس نتایج حاصل از دیسک تنشی و حل معکوس مقایسه شدند. حل معکوس و شبیه­سازی جریان با مدل هایدروس دو و سه بعدی با روش ون­گنختون-­ معلم انجام شد. بهینه ­سازی بر اساس داده­های زمان، نفوذ تجمعی و پارامترهای هدایت هیدرولیکی اشباع و α به دست آمده از تحلیل داده­های دیسک تنشی انجام گردید. از نتایج بهینه سازی در شرایط دو بعدی برای اجرای برنامه در حالت سه بعدی استفاده شد. مقادیر میانگین خطای استاندارد پارامترهای θr، n و Lبهینه شده به ترتیب ۰۱۱/۰، ۰۷۸/۰ و ۱۱۷/۰ به دست آمد. نتایج تحقیق نشان ­داد هدایت هیدرولیکی غیر اشباع بدست آمده از مدل همواره کمتر از مقادیر اندازه­گیری شده به وسیله­ دیسک تنشی می­باشد، هر چند در مکش­های کم مطابقت بهتری (خطای کمتری) در مقایسه با مکش­های بالاتر نشان می­دهند. همچنین کمترین و بیشترین مقدار خطا در شبیه­سازی هدایت هیدرولیکی غیر اشباع در مکش­های ۵ و ۲۰ سانتی­متربه ترتیب برابر با ۵۰/۶و ۰/۶ درصدبه دست آمد.

Keywords:

دیسک تنشی , حل معکوس , هدایت هیدرولیکی , بهینه سازی , مدل هایدروس