بررسی تغییرات ضرایب معادلات نفوذ و امکان کاربرد آن ها در رطوبت ها و چگالی های مختلف

نفوذ یک فرآیند کلیدی است که در برنامه ریزی، طراحی، مدیریت و بهینه سازی سیستم های آبیاری مورد استفاده قرار می گیرد؛ بنابراین انتخاب یک مدل نفوذ مناسب در بهینه سازی مصرف آب در کشاورزی و بررسی چرخه آب در مقیاس کوچک و بزرگ ضروری است. هدف از این پژوهش بررسی تغییرات ضرایب معادلات نفوذ کاستیاکف، کاستیاکف-لوییس و هورتن نسبت به تغییر هم زمان رطوبت اولیه و چگالی ظاهری خاک و تاثیر آن بر عملکرد معادلات نفوذ در خاک های مختلف بود. به منظور بیان تاثیر حساسیت ضرایب معادلات نفوذ بر کارایی آن معادلات در رطوبت ها و چگالی های مختلف، ابتدا ضرایب معادلات برای همه داده های نفوذ محاسبه (مرحله برازش) و در مرحله بعد در یک رطوبت و چگالی مشخص برای هر خاک محاسبه و برای رطوبت ها و چگالی های دیگر مورد استفاده قرار گرفت (مرحله ارزیابی). برای این منظور داده های نفوذ تجمعی در هشت بافت خاک، سه چگالی ظاهری شامل ۳/۱، ۴/۱ و ۵/۱ گرم بر سانتیمترمکعب و پنج سطح رطوبت حجمی ۱/۰، ۱۵/۰، ۲/۰، ۲۵/۰ و ۳/۰ با استفاده از HYDRUS-۱D تهیه گردید. بر اساس نتایج حساسیت ضرایب معادلات نفوذ نسبت به تغییرات رطوبت و چگالی ظاهری از زیاد به کم به ترتیب ضریب معادله کاستیاکف (ak)، ضریب معادله کاستیاکف-لوئیس (akl)، توان معادله کاستیاکف (bk)، ضریب معادله هورتن (bh) و توان معادله کاستیاکف-لوئیس (bkl) به دست آمد. میانگین افزایش RMSE معادله کاستیاکف، کاستیاکف-لوییس و هورتن در مرحله ارزیابی به ترتیب ۲۵/۳، ۳۴ و ۸/۲ برابر مرحله برازش به دست آمد؛ بنابراین کمترین حساسیت در عملکرد معادله هورتن و بیشترین حساسیت در معادله کاستیاکف-لوئیس رخ داده است.

کلیدواژه ها:

معادلات نفوذ ، شبیه سازی ، نفوذ تجمعی ، HYDRUS-۱D