شبیهسازی عددی پارامترهای هیدرولیکی اشباع و غیر اشباع خاک در شرایط دو و سه بعدی و مقایسه با دیسک تنشی
نویسندگان
doi
چکیده
اهمیت تعیین مشخصات هیدرولیکی خاکهای غیر اشباع در انتقال املاح و جریان آب همواره مورد توجه مهندسان علوم خاک قرار گرفته است. از جمله این مشخصات هدایت هیدرولیکی است که باید در مکشهای مختلف تعیین گردد. هدایت هیدرولیکی غیر اشباع به دست آمده از دیسک تنشی به صورت سنتی از تحلیل وودینگ در حالت پایدار محاسبه میشود. تخمین پارامترهای هیدرولیکی با حل عددی معادلههای جریان و بهینهسازی پارامترها به روش حل معکوس یکی از روشهای مرسوم است که دقت آن بستگی به نوع خاک دارد. در این تحقیق هدایت هیدرولیکی در شرایط مختلف رطوبتی (اشباع و غیر اشباع) در پنج مکش 20، 15، 10، 5 و صفر سانتیمتر با دیسک تنشی بر روی چهار نمونه استوانهای شکل خاک سیلتی رسی با قطر 56 و ارتفاع 75 سانتیمتر اندازهگیریشد. سپس نتایج حاصل از دیسک تنشی و حل معکوس مقایسه شدند. حل معکوس و شبیهسازی جریان با مدل هایدروس دو و سه بعدی با روش ونگنختون- معلم انجام شد. بهینه سازی بر اساس دادههای زمان، نفوذ تجمعی و پارامترهای هدایت هیدرولیکی اشباع و α به دست آمده از تحلیل دادههای دیسک تنشی انجام گردید. از نتایج بهینه سازی در شرایط دو بعدی برای اجرای برنامه در حالت سه بعدی استفاده شد. مقادیر میانگین خطای استاندارد پارامترهای θ r ، n و Lبهینه شده به ترتیب 011/0، 078/0 و 117/0 به دست آمد. نتایج تحقیق نشان داد هدایت هیدرولیکی غیر اشباع بدست آمده از مدل همواره کمتر از مقادیر اندازهگیری شده به وسیله دیسک تنشی میباشد، هر چند در مکشهای کم مطابقت بهتری (خطای کمتری) در مقایسه با مکشهای بالاتر نشان میدهند. همچنین کمترین و بیشترین مقدار خطا در شبیهسازی هدایت هیدرولیکی غیر اشباع در مکشهای 5 و 20 سانتیمتربه ترتیب برابر با 50/6و 0/6 درصدبه دست آمد.