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

اهمیت تعیین مشخصات هیدرولیکی خاک های 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 مکش های مختلف تعیین گردد. هدایت هیدرولیکی غیر اشباع به دست آمده از دیسک تنشی به صورت سنتی از تحلیل وودینگ در حالت پایدار محاسبه می شود. تخمین پارامترهای هیدرولیکی با حل عددی معادله های جریان و بهینه سازی پارامتر ها به روش حل معکوس یکی از روش های 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 20، 15، 10، 5 و صفر سانتی متر با دیسک تنشی بر روی چهار نمونه استوانه ای شکل خاک سیلتی رسی با قطر 56 و ارتفاع 75 سانتی متر اندازه گیریشد. سپس نتایج حاصل از دیسک تنشی و حل معکوس مقایسه شدند. حل معکوس و شبیه سازی جریان با مدل هایدروس دو و سه بعدی با روش ون گنختون- معلم انجام شد. بهینه سازی بر اساس داده های زمان، نفوذ تجمعی و پارامترهای هدایت هیدرولیکی اشباع و α به دست آمده از تحلیل داده های 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 011/0، 078/0 و 117/0 به دست آمد. نتایج تحقیق نشان داد هدایت هیدرولیکی غیر اشباع بدست آمده از مدل همواره کمتر از مقادیر اندازه گیری شده به وسیله دیسک تنشی می باشد، هر چند در مکش های کم مطابقت بهتری (خطای کمتری) در مقایسه با مکش های بالاتر نشان می دهند. همچنین کمترین و بیشترین مقدار خطا در شبیه سازی هدایت هیدرولیکی غیر اشباع در مکش های 5 و 20 سانتی متربه ترتیب برابر با 50/6و 0/6 درصدبه دست آمد.