تعیین هدایت و پخشیدگی هیدرولیکی در خاک غیر اشباع با استفاده از دستگاه صفحات فشاری و انتخاب مناسب ترین مدل شبیه ساز

در برآورد مقدار و شدت جریان آب های زیر زمینی و انتقال مواد آلاینده در محیط های متخلخل، ضرایب هیدرولیکی (هدایت هیدرولیکی،(K(θ و پخشیدگی هیدرولیکی،(D(θ) نقش اصلی را ایفا می کنند. دقت این بررسی در محیط متخلخل منوط به تعیین دقیق مقادیر این ضرایب می باشد. اندازه گیری این ضرایب در شرایطی که خاک اشباع نباشد مشکل بوده و هزینه و وقت زیادی نیاز دارد. هم چنین به طور عمده اندازه گیری در نزدیکی رطوبت اشباع صورت می گیرد. بنابراین این امر، محققین را به استفاده از مدل ها سوق داده است. یکی از روش های ارزیابی ضرایب (K(θ و (D(θ ، کاربرد مدل های نظری بر اساس اطلاعات اندازه گیری شده منحنی مشخصه آب خاک است. در این پژوهش، منحنی های مشخصه آب خاک در ۹ بافت مختلف خاک با استفاده از دستگاه صفحات فشاری اندازه گیری شد. در فشارهای اعمال شده بر نمونه دست نخورده خاک (۱/۰ تا ۵/۱ مگاپاسکال)، حجم آب خروجی از دستگاه نسبت به زمان اندازه گیری شده و دبی خروجی در لحظه اتمام آزمایش محاسبه گردید. مقادیر (K(θ و (D(θ با استفاده از دبی اندازه گیری شده و با به کارگیری معادله ساده شده ریچاردز محاسبه و به عنوان روش مناسب پیشنهاد شده است. نتایج کاربرد مدل های معلم، وان گنوختن و همکاران، بوردین، گرین و کوری و گاردنر، در برآورد مقادیر (K(θ و (D(θ در ۹ سری بافت خاک آزمایشی دارای اختلاف و پراکندگی زیادی بوده است. به طوری که، شبیه سازی هدایت هیدرولیکی از این مدل ها برای بافت های مختلف خاک با دقت کافی امکان پذیر نیست. اگر کمترین و بیشترین مقادیر شبیه سازی شده توسط مدل ها در رطوبت های متناظر به عنوان محدوده مجاز در نظر گرفته شود، در این صورت نتایج برآورد ضرایب هیدرولیکی با روش پیشنهادی در پژوهش حاضر با نتایج دیگر مدل ها انطباق نشان می دهد. از این رو، روش پیشنهادی برای تعیین (K(θ و (D(θ امکان انتخاب بهترین مدل شبیه ساز را در برآورد مقادیر ضرایب هیدرولیکی فراهم می سازد.

کلیدواژه ها:

Hydraulic conductivity ، Hydraulic diffusivity ، Simulation models of hydraulic coefficients ، هدایت هیدرولیکی ، پخشیدگی هیدرولیکی ، مدل های شبیه سازی ضرایب هیدرولیکی