فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

در طول چند دهه گذشته، هندسه فرکتالی به‌ طور گسترده‌ای به عنوان یک ابزار توانمند در بیان خصوصیات محیط متخلخل و مدل‌سازی هیدرولیکی خاک استفاده شده است. در این تحقیق، قابلیت کاربرد مقادیر بعد فرکتال حاصل از منحنی دانه‌بندی (DPSD) و منحنی رطوبتی (DSMC) در برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع با مدل جدید فرکتالی قنبریان و همکاران (2018) مقایسه و ارزیابی گردید. به این منظور، هشت نمونه خاک شنی با دانه‌بندی مختلف در استوانه‌هایی با قطر داخلی 4/4 و ارتفاع 5 سانتی‌متر تهیه شدند. دانه‌بندی نمونه‌ها با روش ترکیبی الک خشک و خیس تعیین گردید. میزان رطوبت در هشت مکش‌ مختلف از صفر (وضعیت اشباع) تا 10 کیلوپاسکال در جعبه شنی و در 19 فشار مختلف از 18 تا 1500 کیلوپاسکال با صفحات فشاری اندازه‌گیری شدند. برای تمام نمونه‌ها، جرم مخصوص ظاهری و حقیقی، میزان تخلخل کل نمونه‌ها و هدایت هیدرولیکی اشباع (به روش بار ثابت) نیز اندازه‌گیری گردید. DPSD و DSMC نمونه‌ها به ترتیب با استفاده از داده‌های منحنی دانه‌بندی و منحنی رطوبتی تعیین شدند. میزان شاخص خطای جذر میانگین مربعات حاصل از برآورد منحنی رطوبتی (RMSE) با بکارگیری DSMC و DPSD به ترتیب در بازه 004/0 تا 022/0 و 009/0 تا 069/0 به‌دست آمدند. نتایج نشان داد که با کاربرد DSMC، منحنی رطوبتی خاک با دقت بالاتری نسبت به DPSD پیش‌بینی شد. همچنین، بررسی‌ها نشان داد مقادیر بعد فرکتال جرمی نمونه‌ها، همبستگی معنی‌داری با بعد فرکتال منفذی نداشت. خطای جذر میانگین لگاریتمی مربعات (RMSLE) در مورد مقادیر برآوردی هدایت هیدرولیکی اشباع با استفاده از DSMC و DPSD به ترتیب برابر با 286/0 و 306/0 حاصل شد. با وجود عدم اختلاف معنی‌دار بین دو بعد فرکتال مورد مطالعه، به کارگیری مقادیر DSMC به عنوان تصویری از خصوصیات میکروسکوپیک محیط و ترکیب آن با تئوری پرکولاسیون، دقت برآورد منحنی رطوبتی و هدایت هیدرولیکی اشباع را ارتقاء داده است.