تعیین پارامترهای جریان، انتقال مواد محلول و حرارت با انجام آزمایشات نفوذ در خاک های سیلتی و ماسه ای

مدل سازی فرایند جریان آب، انتقال حرارت و انتقال آلودگی در خاک، نیاز به پارامترهای هیدرودینامیکی ، هدایت حرارتی و ضریب پراکندگی در خاک دارد. هدف از این مطالعه ارزیابی پارامترهای مشخصه این خواص از یک آزمایش گذار جریان و انتقال ماده محلول و حرارت است. در طی دو آزمایش نفوذ، یکی به مدت ۲۴ ساعت در ستون خاک ماسه و دیگری به مدت ۳۶ ساعت در ستون خاک سیلت ثبت داده صورت گرفت. برای پایش دمای خاک در اعماق ۴، ۸ و ۱۲ سانتیمتر در هر ستون سنسورهای حرارتی نصب گردید و دمای آب نفوذ داده شده در ۴۰ درجه سانتیگراد تنظیم و نفوذ پایدار از یک منبع توسط پمپ پریستالتیک تحت نظارت قرار گرفت. محلول یک مولار KCl در حالت پایدار، روی ستون های مجزا از خاکهای ماسه و سیلت تزریق و در طی آزمایش نمونه برداری آب و اندازه گیری درجه حرارت در اعماق ۴ و ۸ و ۱۲ سانتیمتری ثبت گردید. پارامترهای هیدرولیکی خاک (پارامترهای شکل در معادله ون گنوختن  و n)، پارامتر انتقال (ضریب پراکندگی طولی) و پارامترهای هدایت حرارتی خاک (ضرایب b۱، b۲ و b۳ در تابع هدایت حرارتی خاک چانگ و هورتون) با استفاده از مدل سازی معکوس با مدل HYDRUS-۱D تخمین زده شد. منحنی های رخنه برداشت شده و منحنی های حرارت اندازه گیری شده دستیابی به این پارامترها را با استفاده از نرم افزار HYDRUS-۱D موفقیت آمیز نشان می دهد. اعتبار سنجی نتایج با مقایسه داده های غلظت KCl و حرارت اندازه گیری شده و شبیه سازی شده توسط مدل با محاسبه ریشه میانگین مربع خطا RMSE و ضریب R۲ انجام گردید. ن از نتایج ارزشمند این تحقیق به کار گیری ارزانترین ردیاب یعنی دما همزمان با داده های غلظت در به دست آوردن جوابهای یکتا از تخمین توابع هیدرولیکی خاکهای ماسه ای و سیلتی به روش حل معکوس است.

Keywords:

نفوذ , انتقال حرارت , انتقال مواد محلول , تخمین پارامتر , Hydrus-۱D