ارزیابی مدل Hydrus-2D در نفوذ آب به خاک با استفاده از اندازه گیریهای آزمایشگاهی در لایسیمتر وزنی

Abstract

حرکت آب در خاک با استفاده از مدل‌های عددی قابل شبیه سازی است، کاربرد این مدل‌ها در برخی موارد به علت یک بعدی بودن یا وجود ریشه گیاهان با خطا همراه است. هدف از انجام این تحقیق ارزیابی مدل نفوذ و جذب ریشه به صورت دو بعدی توسط مدلHydrus-2D در یک لایسمتر بوده است. این مدل بر اساس ورود معادله جذب ریشه در مدل دو بعدی حرکت آب در خاک کامل شده است و پارامترهای معادلات حاکم بر اساس حداقل سازی خطای باقیمانده بین داده‌های رطوبت اندازه‌گیری شده و شبیه سازی شده بهینه شد. میزان رطوبت خاک در لایسیمتر در نقاط و اعماق مختلف خاک بدست آمد. برای واسنجی مدل حرکت آب در خاک از روش الگوریتم ژنتیک استفاده شد. بر اساس بهینه کردن پارامترهای مدل مذکور، درصد رطوبت‌های شبیه سازی شده و اندازه گیری شده در یک دوره 30 روزه همخوانی بسیار بالایی را نشان دادند. بر اساس نتایج بدست آمده مقدار R2 عموما بین 92/0 و 94/0 و جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) برابر 0236/0 مترمکعب بر مترمکعب محاسبه شد. همچنین در این مقاله با استفاده از تخمینهای مختلف به روش شبکه عصبی، تاثیر مشخصات هیدرولیکی خاک بر روی شبیه‌سازی‌های مدل Hydrus مورد ارزیابی قرار گرفت. ارزیابی نتایج تحقیق حاضر حاکی از آن است که نرم افزار Hydrus-2D بر اساس پرامترهای بهینه شده از انعطاف پذیری بالایی در شبیه سازی الگوی توزیع رطوبت در خاک برخوردار است.