بهبود کارایی مدل تولر-ار برای منحنی مشخصه آب خاک با بهینه سازی پارامترهای توزیع اندازه منافذ خاک

مدل های زیادی برای توصیف منحنی مشخصه خاک تا به امروز توسعه یافته است که عموما بر پایه فرض هندسه منافذ به صورت مجموعه­ای از لوله­های موئین استوانه­ای شکل می­باشد. در مدل های بر پایه لوله­های موئین، فرض بر آنست که ۱- در یک رطوبت مشخص، قسمتی از منافذ به صورت کامل اشباع بوده، در حالی که منافذ با اندازه بزرگتر کاملا خشک می­باشند، ۲- در این مدل ها، اثر سطح ویژه و نیروهای جذب سطحی نادیده گرفته می­شود. مدل تولر-ار از معدود مدل های فیزیکی  است که هر دو جزء نیروهای موئینگی و جذب سطحی را در یک هندسه جدید متشکل از یک منفذ مرکزی و شکاف­های متصل به آن برای منافذ خاک، توصیف می­کند. با این حال، مدل اصلی تولر-ار از دقت مناسبی در ناحیه رطوبتی­های میانی برخوردار نیست که علت عمده آن، محدودیت عمده تابع احتمالاتی بکار رفته برای توصیف منافذ خاک می­باشد. در پژوهش حاضر نسخه بهبود یافته­ای از مدل تولر-ار بر مبنای حل عددی ارائه می­گردد که دارای قابلیت استفاده از توزیع گاما با ضریب شکل اختیاری و توزیع ویبال می­باشد. نتایج بدست آمده از مدل بهینه شده برای چهار خاک با بافت متفاوت، حاکی از بهبود قابل توجه در نسخه جدید نسبت به مدل اولیه تولر-ار به ویژه در رطوبت­های میانی است که در این ناحیه مدل اولیه تولر-ار از دقت مناسبی برخوردار نمی­باشد. همچنین نسخه بهبود یافته از یک الگوریتم بهینه­سازی سراسری استفاده می­کند که جواب­های نهایی منحصر به فرد و مستقل از حدس اولیه می­باشد.

کلیدواژه ها:

Soil Water Retention Curve ، Adsorption and capillarity ، Weibull pore size distribution