برآورد پارامترهای پراکندگی هیدرودینامیکی و هدایت حرارتی خاک با روش‌های ژیوفیزیکی و حرارت‌سنجی

در مباحث کشاورزی اطلاع از خصوصیات هیدرولیکی، فیزیکی و حرارتی خاک بهمنظور پیش‌بینی دقیق تاثیر حرارت خاک بر چگونگی نمو دانه، نگه‌داشت آب در خاک، هدایت هیدرولیکی محیط غیراشباع و جریان بخار آب در خاک ضروری است. در تحقیق حاضر با استفاده از بررسی‌های ژیوفیزیکی و حرارت‌سنجی به تعیین خصوصیات هیدرولیکی و حرارتی محیط متخلخل غیراشباع پرداخته شد. از تزریق آب با دمای 50 درجه سانتی‌گراد و ثبت داده‌های حرارتی محیط به‌مدت 3255 ثانیه از شروع نشت با 2 حس‌گر حرارتی برای جمع‌آوری داده‌های مورد نیاز حل معکوس استفاده شد. از 48 داده حرارتی حس‌گر نصب شده در عمق 50 سانتی‌متری و 48 داده برداشت شده از تغییرات دمایی آب تزریقی برای تعیین پارامترهای هیدورلیکی و حرارتی استفاده شد. در این پژوهش از 121 موقعیت سونداژ ژیوالکتریکی برای برداشت داده به‌روش ونر، شلومبرژه و دوقطبی-دوقطبی استفاده شد. بررسی و تفسیر منحنی‌های به‌دست آمده از این سونداژها نشان داد که عمق سطح ایستابی در 75 متری است. لایه‌بالای (منطقه غیراشباع) از نوع آبرفتی است که از سه لایه تشکیل شده است. در این پژوهش از آّب نمک با غلضت 20 گرم بر لیتر به‌عنوان آلودگی برای بررسی توزیع و پخش‌شدگی آن در منطقه غیراشباع استفاده شد. آرایه‌های ونر و قطبی- قطبی برای ردیابی و به تصویر در آوردن آلودگی استفاده شد. آرایه قطبی-قطبی نسبت به آرایه‌ ونر گسترش پولوم را در جهت عمقی و افقی کم‌تر از مقدار واقعی نشان داد. به‌خصوص گسترش عمقی را خیلی کم‌تر از مقدار واقعی نشان می‌دهد. بر اساس تزریق آب در مجاورت ترانشه و مشاهده زمان رسیدن آب به آن، سرعت واقعی آب در جهت 35 درجه نسبت به افق برابر 159/0 متر بر ساعت به‌دست آمد. ضریب گسترش عمودی به افقی برابر با 4/1 تعیین شد. بررسی خصوصیات هیدرولیکی و حرارتی محیط متخلخل غیراشباع با استفاده از نرم‌افزار هیدروس-2 d1 انجام شد. در این پژوهش 5 پارامتر هیدرولیکی خاک شامل ?r، ?s، ?، n و ks و هم‌چنین 5 پارامتر انتقال حرارت خاک شامل ?l، ?t، cn،co وcw بهینه‌یابی شد. پس از اجرای مدل، تخمین پارامترها (تطبیق مقادیر حرارتی مشاهداتی و پیش‌بینی شده) با 2r برابر 97/0 و مقدار تابع هدف برابر 5/11 صورت گرفت. مقدار خطای محاسباتی در بیلان جرمی نیز برابر با 67/0 درصد به‌دست آمد.