بررسی عدم قطعیت پارامترهای خاک بر عدم قطعیت پروفیل رطوبتی با استفاده از نظریه‌ی مجموعه‌های فازی

Abstract

عدم قطعیت ابزاری برای سنجش اعتماد پذیری سیستم یا پارامترهای آن می‌باشد. در بررسی حرکت آب در خاک غیر اشباع پارامترهای زیادی موثر هستند، که اندازه‌گیری یا برآورد آن‌ها دشوار بوده و به نوعی دارای عدم قطعیت می‌باشند. در این پژوهش، بر اساس نظریه‌ی مجموعه‌های فازی، رویکردی جایگزین برای بیان نادقیقی پارامترهای مدل و پیش بینی عدم قطعیت در شبیه‌سازی مدل به کار گرفته شد. ابتدا معادله ریچاردز به عنوان یک مدل قطعی برای حرکت آب در خاک به صورت عددی حل گردید. برای به دست آوردن عدم قطعیت در شبیه سازی این مدل، متغیرهای ورودی (θs، θr ، Ks ، α و n) به عنوان توابع فازی معرفی شدند. پس از ساختن توابع فازی مناسب برای هر یک از ورودی‌ها، برای هر برش β مشخص مقادیر مرزی برای این پارامترها به دست آمد، با استفاده از این مقادیر و با درنظر گرفتن قیدهای خاص، مقادیر بیشینه و کمینه رطوبت در زمان و مکان مشخص با استفاده از حل عددی معادله ریچاردز به دست آمد. نتایج نشان داد که عدم قطعیت در شبیه سازی پروفیل رطوبتی خاک در فاز اشباع کمترین و در فاز پیشروی بیش‌ترین مقدار را به خود اختصاص می‌دهد که علت این امر بیش‌ترین اثر عدم قطعیت ذاتی پارامترهای ورودی و نتیجه این عدم قطعیت در پروفیل رطوبتی در فاز پیشروی است. شکل توابع فازی به دست آمده برای رطوبت خاک در زمان مشخص، در عمق‌های مختلف خاک متفاوت بود که متاثر از نقش پارامترهای اولیه در هر زمان و مکان خاص در نتایج خروجی رطوبت می‌باشد.