استفاده از مدل فازی مقیاس‌شده برای شبیه‌سازی نفوذ آب به خاک

بررسی فرآیند نفوذ آب به خاک جزء مراحل اصلی و مهم از حرکت آب در خاک است و از این رو مورد توجه پژوهشگران مختلف قرار گرفته است. با استفاده از تئوری مجموعه‌های فازی می‌توان نفوذ آب به خاک را با در نظر گرفتن تغیرپذیری و عدم قطعیت در پارامترهای مؤثر شبیه‌سازی کرد. در این پژوهش، مدل فازی مقیاس‌شده برای شبیه‌سازی نفوذ آب به خاک غیراشباع ارائه شده است. برای این منظور، مقیاس‌سازی معادله ریچاردز به گونه‌ای انجام شد تا بتوان شبکه آموزشی فازی و متعاقب آن دسته قواعد فازی را برای گستره وسیع‌تری از خاک‌ها بدست آورد. استخراج قواعد فازی با استفاده از شبکه‌های آموزشی بزرگ ساخته شده از حل عددی معادله ریچاردز مقیاس ‌شده انجام شد. مدل فازی مقیاس‌شده برای شرایط مرزی مشخص قادر به شبیه‌سازی جریان برای تمامی خاک‌ها با مقدار پارامتر شکل (n) مشخص می‌باشد. مقایسه نتایج مدل فازی و حل عددی معادله ریچاردز نشان داد که مدل فازی به خوبی امکان شبیه‌سازی نفوذ آب در خاک غیراشباع را فراهم می‌کند (مقدار NRMSE بین 3% تا 5/4%) و مدل فازی مقیاس‌شده قادر به شبیه‌سازی گستره وسیعی از خاک‌های مختلف با مقدار پارامتر شکل (n) مشخص می‌باشد (مقدار NRMSE بین 2/1% تا 5/1%). مدل فازی مقیاس‌شده به گونه‌ای اصلاح شد تا بتواند با یک سری دستورات فازی برای محدوده متغییری از پارامتر شکل (n) نیز کارامد باشد.

کلیدواژه ها:

جریان غیر اشباع ، فرآیند نفوذ ، معادله ریچاردز ، مدل هیدروس