شبیه‌سازی نفوذ آب در خاک با استفاده از نرم‌افزار Hydrus1d و داده‌های صحرایی

ﺳﺎﺑﻘﻪ و ﻫﺪف: در ﭘﮋوﻫﺶ ﺣﺎﺿﺮ از ﻧﺮم اﻓﺰار ﻫﺎﯾﺪروس ﯾﮏ ﺑﻌﺪی ﺑﺮای ﺑﺮآورد ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎی ﻫﯿﺪروﻟﯿﮑﯽ ﻣﺪل ون ﮔﻨﻮﺧﺘﻦ- ﻣﻌﻠﻢ و ﺷﺒﯿﻪ ﺳﺎزی ﻧﻔﻮذ آب در ﺧﺎک در ﭼﻬﺎر اﯾﺴﺘﮕﺎه اﻃﺮاف داﻧﺸﮕﺎه ﮔﻨﺒﺪﮐﺎووس، درﯾﺎﭼﻪ ﻣﺼﻨﻮﻋﯽ، ﮐﻼﻟﻪ و ﻧﮕﯿﻦ ﺷﻬﺮ ﺑﺎ ﺑﺎﻓﺖ ﺧﺎک ﻟﻮم ﺑﻪ روش ﻣﻌﮑﻮس، اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪ.ﻣﻮاد و روش ﻫﺎ: ﺑﺮای اﯾﻦ ﻣﻨﻈﻮر ﺳﻪ ﮔﺮوه ﺑﺎ ﺗﻌﺪاد ﻣﺘﻔﺎوت ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎی ﻫﯿﺪروﻟﯿﮑﯽ اﻧﺘﺨﺎب ﺷﺪه ﺑﺮای ﻓﺮاﯾﻨﺪ ﺑﻬﯿﻨﻪ ﺳﺎزی ﺗﻌﺮﯾﻒ ﺷﺪ. در ﮔﺮوه اول ﺗﻨﻬﺎ از داده ﻫﺎی ﻧﻔﻮذ ﺗﺠﻤﻌﯽ اﻧﺪازه ﮔﯿﺮی ﺷﺪه ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ورودی ﻧﺮم اﻓﺰار اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪ. در ﮔﺮوه دوم ﻣﻘﺪار رﻃﻮﺑﺖ ﺧﺎک اﻧﺪازه ﮔﯿﺮی ﺷﺪه در ﭘﺘﺎﻧﺴﯿﻞ ﻣﺎﺗﺮﯾﮏ 0/3 اﺗﻤﺴﻔﺮ (fc) و در ﮔﺮوه ﺳﻮم از ﻣﯿﺰان رﻃﻮﺑﺖ در ﻣﮑﺶ 15 اﺗﻤﺴﻔﺮ (pwp) ﺑﻪ ﻋﻨﻮان داده ﻫﺎی ﺗﮑﻤﯿﻠﯽ ﺑﺮای ﺣﻞ ﻣﻌﮑﻮس در ﮐﻨﺎر داده ﻫﺎی ﻧﻔﻮذ ﺗﺠﻤﻌﯽ، اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪ. ﭘﺲ از ﺑﻬﯿﻨﻪ ﺳﺎزی ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎی ﻫﯿﺪروﻟﯿﮑﯽ ﺧﺎک، ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻧﺮم اﻓﺰار ﻫﺎﯾﺪروس ﺗﻐﯿﯿﺮات ﻧﻔﻮذ ﺑﺎ زﻣﺎن ﺷﺒﯿﻪ ﺳﺎزی ﺷﺪ. ﯾﺎﻓﺘﻪ ﻫﺎ: در اﯾﺴﺘﮕﺎه ﮐﻼﻟﻪ ﻣﻘﺪار ﺑﻬﯿﻨﻪ ﭘﺎراﻣﺘﺮ رﻃﻮﺑﺖ اﺷﺒﺎع (øs)، رﻃﻮﺑﺖ ﺑﺎﻗﯽ ﻣﺎﻧﺪه (ør) و ﻋﮑﺲ ﻣﮑﺶ ورود ﻫﻮا ﺑﻪ ﺧﺎک (α) ﺑﻪ ﺗﺮﺗﯿﺐ ﺑﺮاﺑﺮ 0/34، 0/033 و 0/014 ﺑﻪ دﺳﺖ آﻣﺪ. در اﯾﺴﺘﮕﺎه ﻧﮕﯿﻦ ﺷﻬﺮ ﻣﻘﺪار ﺑﻬﯿﻨﻪ ﭘﺎراﻣﺘﺮ ﻣﮑﺶ ورود ﻫﻮا ﺑﻪ ﺧﺎک (α)، ﺷﮑﻞ ﻣﻨﺤﻨﯽ رﻃﻮﺑﺘﯽ (n) و ﻫﺪاﯾﺖ ﻫﯿﺪروﻟﯿﮑﯽ اﺷﺒﺎع ﺧﺎک (ks) ﺑﻪ ﺗﺮﺗﯿﺐ 0/006، 1/42 و 0/014 ﺳﺎﻧﺘﯽ ﻣﺘﺮ ﺑﺮ دﻗﯿﻘﻪ ﺑﻪ دﺳﺖ آﻣﺪ. در اﯾﺴﺘﮕﺎه درﯾﺎﭼﻪ ﻣﺼﻨﻮﻋﯽ ﻣﻘﺪار ﺑﻬﯿﻨﻪ ﭘﺎراﻣﺘﺮ ﻋﮑﺲ ﻣﮑﺶ ورود ﻫﻮا ﺑﻪ ﺧﺎک (α)، ﺷﮑﻞ ﻣﻨﺤﻨﯽ رﻃﻮﺑﺘﯽ (n) و ﻫﺪاﯾﺖ ﻫﯿﺪروﻟﯿﮑﯽ اﺷﺒﺎع ﺧﺎک (ks) ﺑﻪ ﺗﺮﺗﯿﺐ 0/015، 1/39 و 0/016ﺳﺎﻧﺘﯽ ﻣﺘﺮ ﺑﺮ دﻗﯿﻘﻪ ﺑﻪ دﺳﺖ آﻣﺪ. در اﯾﺴﺘﮕﺎه داﻧﺸﮕﺎه ﻣﻘﺪار ﺑﻬﯿﻨﻪ ﭘﺎراﻣﺘﺮ ﻫﺪاﯾﺖ ﻫﯿﺪروﻟﯿﮑﯽ اﺷﺒﺎع ﺧﺎک (ks) و ﻋﮑﺲ ﻣﮑﺶ ورود ﻫﻮا ﺑﻪ ﺧﺎک (α) ﺑﻪ ﺗﺮﺗﯿﺐ ﺑﺮاﺑﺮ 0/013 ﺳﺎﻧﺘﯽ ﻣﺘﺮ ﺑﺮ دﻗﯿﻘﻪ و 0/008 ﺑﻪ دﺳﺖ آﻣﺪ. ﭘﺲ از ﺑﻬﯿﻨﻪ ﺳﺎزی ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎی ﻫﯿﺪروﻟﯿﮑﯽ ﺧﺎک، ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻧﺮم اﻓﺰار ﻫﺎﯾﺪروس ﺗﻐﯿﯿﺮات ﻧﻔﻮذ ﺑﺎ زﻣﺎن ﺷﺒﯿﻪ ﺳﺎزی ﺷﺪ. ﻧﺘﺎﯾﺞ ﻧﺸﺎن داد ﮐﻪ ﻧﺮم اﻓﺰار ﻫﺎﯾﺪروس ﻧﻔﻮذ ﺗﺠﻤﻌﯽ را ﺑﻪ ﺧﻮﺑﯽ ﺷﺒﯿﻪ ﺳﺎزی ﮐﺮده اﺳﺖ و ﺑﺎ ﮔﺬﺷﺖ زﻣﺎن ﻣﯿﺰان ﻧﻔﻮذ را ﮐﻤﯽ ﺑﯿﺶ ﺗﺮ از داده ﻫﺎی ﻣﺰرﻋﻪ ای ﭘﯿﺶ ﺑﯿﻨﯽ ﻧﻤﻮده اﺳﺖ. در اﯾﺴﺘﮕﺎه ﮐﻼﻟﻪ ﺑﯿﻦ داده ﻫﺎی ﻧﻔﻮذ ﻣﺰرﻋﻪ ای و ﻧﺮم اﻓﺰار ﻫﺎﯾﺪروس ﺑﺎ ﺿﺮﯾﺐ r ﺑﺎﻻ (0/98)و rmse ﮐﻢ (9/11 ﺳﺎﻧﺘﯽ ﻣﺘﺮ) ﻫﻤﺒﺴﺘﮕﯽ ﺑﯿﺶ ﺗﺮی وﺟﻮد داﺷﺖ و داده ﻫﺎی ﭘﯿﺶ ﺑﯿﻨﯽ ﺷﺪه ﺗﻮﺳﻂ ﻧﺮم اﻓﺰار ﺗﻘﺮﯾﺒﺎً ﺑﺎ داده ﻫﺎی ﻣﺰرﻋﻪ ای ﺑﺮاﺑﺮ ﺑﻮد. در اﯾﺴﺘﮕﺎه ﻧﮕﯿﻦ ﺷﻬﺮ ﺗﻔﺎوت داده ﻫﺎی ﻣﺰرﻋﻪ ای و ﻧﺮم اﻓﺰار ﻫﺎﯾﺪروس ﺑﯿﺶ ﺗﺮ ﺑﻮد. ﻧﺘﯿﺠﻪ ﮔﯿﺮی: ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻧﺘﺎﯾﺞ ﺑﻪ دﺳﺖ آﻣﺪه، ﻧﺮم اﻓﺰار ﻫﺎﯾﺪروس داده ﻫﺎی ﻧﻔﻮذ را ﮐﻤﯽ ﺑﯿﺶ ﺗﺮ از ﻣﯿﺰان واﻗﻌﯽ ﭘﯿﺶ ﺑﯿﻨﯽ ﮐﺮده اﺳﺖ. در ﻫﻤﻪ اﯾﺴﺘﮕﺎه ﻫﺎ ﻣﻘﺪار r ﺑﺎﻻ ﺑﻮده ﮐﻪ ﻧﺸﺎن دﻫﻨﺪه ﻫﻤﺒﺴﺘﮕﯽ ﻣﺘﻮﺳﻄﯽ ﺑﯿﻦ داده ﻫﺎی ﻣﺰرﻋﻪ ای و ﻧﺮم اﻓﺰار ﻫﺎﯾﺪروس ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ.