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

نویسندگان

1 دانشجو دکتری مهندسی آب، گرایش آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ایران

2 دانشجو دکتری مهندسی آب، گرایش آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ایران

doi
چکیده

نفوذ یک فرآیند کلیدی است که در برنامه‌ریزی، طراحی، مدیریت و بهینه‌سازی سیستم‌های آبیاری مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ بنابراین انتخاب یک مدل نفوذ مناسب در بهینه‌سازی 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 هم‌زمان رطوبت اولیه و چگالی ظاهری خاک و تأثیر آن بر عملکرد معادلات نفوذ در خاک‌های مختلف بود. به منظور بیان تأثیر حساسیت ضرایب معادلات نفوذ بر کارایی آن معادلات در رطوبت‌ها و چگالی‌های مختلف، ابتدا ضرایب معادلات برای همه داده‌های نفوذ محاسبه (مرحله برازش) و در مرحله بعد در یک رطوبت و چگالی مشخص برای هر خاک محاسبه و برای رطوبت‌ها و چگالی‌های دیگر مورد استفاده قرار گرفت (مرحله ارزیابی). برای این منظور داده‌های نفوذ تجمعی در هشت بافت خاک، سه چگالی ظاهری شامل 3/1، 4/1 و 5/1 گرم بر سانتیمترمکعب و پنج سطح رطوبت حجمی 1/0، 15/0، 2/0، 25/0 و 3/0 با استفاده از HYDRUS-1D 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 25/3، 34 و 8/2 برابر مرحله برازش به دست آمد؛ بنابراین کمترین حساسیت در عملکرد معادله هورتن و بیشترین حساسیت در معادله کاستیاکف-لوئیس رخ داده است.