پیش بینی خصوصیات هیدرولیکی خاک با روش معکوس در شرایط مزرعه ای

تعیین عوامل هیدرولیکی خاک در آزمایشگاه ساده تر ازمزرعه است، ولی شرایط مزرعه ای در نمونه های مورد آزمایش برقرار نیست . زیرا در یک نمونه کوچک از یک مزرعه، عوامل ناشناخته مؤثر بر جریان و انتقال آب در نظر گرفته نمی شود . در این مقاله عوامل هیدرولیکی سه نوع خاک مختلف در شرایط مزرعه ای و با استفاده از برنامه کامپیوتری Estimation of soil hydraulic parameters by inverse . بر آورد می شوند (4) method.(ESHPIM جریان یک بعدی آب در خاک تحت شرایط هم دما با معادله ریچارد بصورت زیر بیان می شود: [فرمول در متن اصلی] که در آن θ رطوبت حجمی خاک، t زمان،، h ارتفاع فشاری آب در خاک، (K(h هدایت هیدرولیکی بصورت تابعی از h و z عمق خاک ( بطرف بالا مثبت ) می باشد . برای حل این معادله بایستی روابط بین K−h و h−θ معلوم باشند . برای تعیین این روابط از معادله ون گنوختن (3) استفاده می شود [فرمولها در متن اصلی] که در روابط فوق θ ، θ r ، θ s بترتیب رطوبـت حجمـی خـاک، رطوبـت حجمی ته ماند خاک و رطوبت حجمـی اشـباع خـاک هسـتند، Se درجـه اشباع مؤثر، (K(h و Ks هدایت هیدرولیکی بعنوان تابعی از ارتفاع مکش و هــدایت هیــدرولیکی اشــباع خــاک و α ، n و m عوامــل معادلــه ون گنوختن می باشند . برای تخمین بهینه هدایت هیدرولیکی اشباع و عوامل معادله و ن گنـوختن به روش معکوس روش های عددی زیادی ارائـه شـده اسـت(1 و ).2 زنـد پارسا (2001) با روش ماتریس سه قطـری بـرای جریـان آب در خـاک و روش نیوتن رافسون برای تخمین بهینه هدایت هیدرولیکی اشباع خاک و عوامل معادله ون گنوختن مدل کامپیوتری ESHPIM را برای حل ایـن معادلات ارائه داد(4 ). در این تحقیق مقدار θ r =0.1 و θ s با توجه به مقادیر اندازه گیری شده چگالی ظاهری خاک تخمین زده شـده انـد. ابتـدا مقادیر اولیه فرضی برای ضرایب معادله ون گنوختن و هدایت هیدرولیکی اشباع خاک در نظر گرفته می شوند، سـپس مقـا دیر ارتفـاع فشـاری آب و رطوبت خاک محاسبه می گردند . مقادیر محاسبه شـده رطوبـت و ارتفـاع فشاری آب در خاک با مقادیر اندازه گیری شده در طی ساعات طولانی در مزرعه با استفاده از تابع هدف زیر مقایسه و تا رسیدن به حداقل مجمـوع مربع خطا بین مقادیر محاسبه شده و پیش بینی شده ادامه می یابد : [فرمول در متن اصلی] بترتیب دفعات اندازه گیـری، شـماره لایـه خـاک بـرای اندازه گیری رطوبت خاک و شماره لایه خاک بـرای انـدازه گیـری ارتفـاع فشــاری آب خــاک، پســوندهای o و c بترتیــب نشــان دهنــده مقــادیر اندازه گیری شده و محاسبه ش ده ، n1 ، n2 و n3 بترتیب تعداد کـل دفعـات اندازه گیری، تعداد لایه هـای خـاک بـرای انـدازه گیـری رطوبـت و تعـداد لایه های خاک برای اندازه گیری ارتفاع فشاری آب خاک و مقادیر W1 و W2 عوامل وزنی بین صفر تا یک هستند. در این مطالعه مقدار W1 برابـر یک و W2 از رابطه زیر محاسبه شده است [فرمول در متن اصلی].