ارزیابی نرم‌افزار HYDRUS-2D/3D در شبیه‌سازی نفوذ آب به خاک در بافت‌های مختلف با استفاده از رویکرد حل معکوس

نویسندگان

1 بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اصفهان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اصفهان، ایران

2 - استادیار بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی اصفهان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اصفهان ایران

doi
10.30466/asr.2022.121199
چکیده

در سال­های اخیر، استفاده از روش­های حل عددی معکوس در حل مسائل حرکت آب در خاک مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار گرفته است. در این پژوهش از نرم­افزار HYDRUS- 2D/3D برای شبیه­سازی نفوذ آب به خاک از طریق نفوذسنج استوانه­های دوگانه، در بافت­های مختلف و با استفاده از رویکرد حل معکوس استفاده شد. برای این منظور، داده­های حاصل از آزمایش­های نفوذپذیری به روش استوانه­های دوگانه در 63 نقطه از مناطق مختلف استان اصفهان به عنوان ورودی مدل مورد استفاده قرار گرفت. خاک­های مورد مطالعه در هفت کلاس بافتی شامل لوم­شنی (SL)، لوم رس شنی (SCL)، لوم (L)، لوم سیلتی (SiL)، لوم رسی (CL)، لوم رس سیلتی (SiCL) و رس سیلتی (SiC) قرار گرفتند. بر اساس نتایج ارزیابی­های آماری صورت گرفته، در همه بافت­ها، همخوانی بسیار خوبی بین داده­های نفوذ تجمعی اندازه­گیری­شده و شبیه­سازی­شده مشاهده شد. مقادیر ضریب تبیین (R2) برای بافت­های SL، SCL، L، SiL، CL، SiCL و SiC به ترتیب معادل 998/0، 999/0، 992/0، 996/0، 983/0، 976/0 و 995/0 بود.  میزان خطای شبیه­سازی با افزایش درصد رس در بافت خاک، افزایش پیدا کرد؛ به­گونه­ای که بیشترین خطای شبیه­سازی در بافت SiC (045/0NRMSE= ) و کمترین میزان خطای شبیه­سازی در بافت SL (015/0NRMSE=) مشاهده شد که در حدود 67 درصد بهبود در فرآیند شبیه­سازی بوده است. در کل داده­های نفوذ شبیه­سازی شده در آزمایش استوانه­های دوگانه به کمک نرم­افزار HYDRUS -2D/3D و رویکرد حل عددی معکوس  در همه بافت­های مورد مطالعه، از دقت قابل قبولی و قابلیت اطمینان بالایی برخوردار بودند.