برآورد پارامترهای هیدرولیکی خاک به روش معکوس با استفاده از داده‌های نفوذ استوانه‌های دوگانه

Abstract

در پژوهش حاضر از نرم­افزار HYDRUS-2D/3D برای برآورد پارامترهای هیدرولیکی مدل ون­گنوختن-معلم در سه بافت متفاوت خاک به روش معکوس، با استفاده از داده­های نفوذسنج استوانه­های دوگانه، استفاده شد. برای این منظور نه گزینه با تعداد متفاوت پارامترهای هیدرولیکی انتخاب­شده برای فرایند بهینه­سازی (5، 4 و 3 پارامتر)، در سه گروه مجزا تعریف شد. در گروه اول تنها از داده­های نفوذ تجمعی اندازه­گیری­شده به عنوان ورودی نرم­افزار استفاده شد. در گروه دوم مقدار رطوبت خاک اندازه­گیری­شده در پتانسیل ماتریک 330- سانتی­متر (FC) و در گروه سوم از میزان رطوبت در پتانسیل­های ماتریک 330- (FC) و15000- سانتی­متر (PWP) به عنوان داده­های تکمیلی برای حل معکوس در کنار داده­های نفوذ تجمعی، استفاده شد. نتایج نشان داد با کاهش تعداد پارامترهای برآوردی در هر گروه، خطای برآورد کاهش و دقت تخمین سایر پارامترهای هیدرولیکی خاک افزایش می­یابد. همچنین استفاده از رطوبت FC در کنار داده‌های نفوذ تجمعی باعث کاهش خطای برآورد شد. بنابراین انتخاب سه پارامتر هدایت هیدرولیکی اشباع (<em>K</em>_s)، شکل منحنی رطوبتی (<em>n</em>) و پارامتر مرتبط با عکس مکش در نقطه ورود هوا (<em>α</em>) به عنوان پارامترهای تخمینی و استفاده همزمان ازFC و داده­های نفوذ تجمعی اندازه­گیری­شده با کمترین میزان خطای شبیه­سازی همراه بود. در این گزینه مقادیر RMSE(cm³)، NRMSE، AIC و R² به ترتیب برابر با 1259، 2/528، 0081/0 و 9999/0 برای خاک لوم شنی، 242، 0/79، 0059/0 و 9988/0 برای خاک لومی و 298، 6/153، 0174/0 و 9983/0 برای خاک رس سیلتی بود. افزودن رطوبت PWP میزان خطا را در هر سه نوع بافت خاک افزایش داد.