برآورد پارامترهای هیدرولیکی خاک با استفاده از سطح ویژه هوا- مایع در اطراف ذرات آن به روش معکوس

در این پژوهش، مدل eshpim5 برای برآورد پارامترهای هیدرولیکی [ضرایب معادله ون گنوختن(?،n)، رطوبت باقی مانده(?r)، رطوبت اشباع(?s) و هدایت هیدرولیکی اشباع(ks)] 8 سری خاک با استفاده از سطح ویژه هوا-مایع در اطراف ذرات خاک به روش معکوس ارائه شد. در این مدل مقادیر رطوبت و فشار آب خاک در لایه ها و زمانهای مختلف با استفاده از حل ضمنی معادله ریچاردز و به روش تفاضل محدود محاسبه گردید. در کرتی به ابعاد 2 در 2 متر، با اضافه نمودن آب، خاک تا عمق یک متر تقریباُ به حالت اشباع رسانیده شد و برای جلوگیری از تبخیر، سطح آن با پلاستیک پوشانیده و مقادیر رطوبت حجمی و فشار آب در اعماق مختلف در هر سری خاک به مدت 8 تا 10 روز اندازه گیری گردید. تابع هدف برابر مجموع مربعات تفاضل بین مقادیر پیش بینی شده و اندازه گیری شده رطوبت و فشار اب خاک تعریف شد. در مدل eshpim5، برای کمینه کردن تابع هدف، مقدار ksبا ثابت در نظر گرفتن سایر پارامترها، جداگانه از طریق سعی و خطای دستی با دقت 1/0 مقدار آن بهینه گردید. سپس با در نظر گرفتن مقدار بهینه شده ks ، با بهینه نمودن پارامتر n با دقت 1/0 مقدار تابع هدف کمینه گردید و به همین ترتیب با ثابت در نظر گرفتن مقادیر ks و n در نهایت مقدار ? نیز بهینه گردید و این اعمال تا دقت 0001/0 برای هر پارامتر ادامه داشت. مقدار ?s با استفاه از مقادیر اندازه گیری شده چگالی ظاهری خاک برآورد گردید و به علت کم بودن حساسیت تابع هدف به ?r مقدار آن بر اساس داده های اندازه گیری شده با سلول فشاری در آزمایشگاه یا مقدار گزارش شده آن بر اساس بافت خاک برآورد گردید. نتایج نشان داد که در اغلب خاک ها مقادیر تابع هدف به دست آمده کمتر از مقادیر به دست آمده در مدل های قبلی بود که در آنها هدایت هیدرولیکی خاک از معادله van genuchten (1980) برآورد شده بود. همچنین در تمامی خاک ها مقدار nrmse محاسبه شده برای مقادیر فشار آب در محدوده 02/0 تا 28/0 و برای مقادیر رطوبت حجمی خاک در محدوده 012/0 تا 063/0 قرار داشت.