برآورد هم‌زمان هدایت هیدرولیکی اشباع و تخلخل موثر به روش حل معکوس معادله بوسینسک در اطراف زهکش زیرزمینی

هدایت هیدرولیکی اشباع و تخلخل موثر از مهم ترین پارامترها در مدل سازی آب های زیرزمینی، حرکت آب در خاک و انتقال املاح می باشد. پژوهش حاضر، با هدف بررسی دقت پیش بینی هم زمان این دو پارامتر با استفاده از حل معکوس معادله بوسینسک یک بعدی حاکم بر جریان اشباع و غیرماندگار انجام شد. در روش معکوس پیشنهاد شده، از الگوریتم ژنتیک به عنوان روش بهینه سازی و از روش حجم کنترل برای حل عددی معادله دیفرانسیل حاکم استفاده شد. به منظور جمع آوری داده های مورد نیاز، مدل فیزیکی به طول 4 متر، عرض 2 متر و ارتفاع 1.8 متر ساخته شد و در زمان‌های مختلف ارتفاع سطح ایستابی از طریق 20 عدد پیزومتر تعبیه شده در مدل قرائت شد. همچنین مقادیر هدایت هیدرولیکی اشباع (k) و تخلخل موثر (µ) به صورت مستقیم نیز اندازه گیری شد. نتایج نشان داد، الگوریتم ژنتیک ابزاری توانمند برای بهینه سازی در روش حل معکوس می باشد زیرا مقادیر هدایت هیدرولیکی اشباع و تخلخل موثر با دقت بالایی برآورد شد. یافته ها نشان داد ارتفاع سطح ایستابی به روش معکوس با دقت قابل قبولی پیش بینی شد به طوری که پارامترهای آماری جذر میانگین مربعات خطا (rmse)، خطای حداکثر (me)، میانگین خطای مطلق (mae) و راندمان یا کارایی مدل (ef) به ترتیب 22، 18، 53 (میلی متر) و 94 درصد حاصل شد. همچنین نتایج دلالت بر این دارد که گذشت زمان باعث شد تا روش بکارگرفته از دقت بالایی برخوردار شود به طوری که توانایی پیش بینی روش معکوس در زمان های پایانی آزمایش بیش تر از گام های زمانی اولیه بود.

Simultaneous Prediction of Saturated Hydraulic Conductivity and Drainable Porosity Using the Inverse Problem Technique and Numerical Solution of the Boussinesq Equation around Subsurface Drainage

Saturated hydraulic conductivity and effective porosity are important parameters in groundwater modeling, water movement in the soil and solute transport. This study aimed to evaluate the accuracy of prediction of these two parameters simultaneously using numerical solution of onedimensional Boussinesq equations governing the unsteady and saturation flow. In the proposed inverse method the genetic algorithm method for optimization and from control volume method for numerical solution of the governing equation are used. In order to collecting the required data a physical model with the length of 4 meters, a width of 2 meters and a height of 1.8 meters was used and the height of water table was read by 20 observation wells embedded in the model in different times. The value of saturated hydraulic conductivity (k) and effective porosity (µ) was measured directly. The result showed that genetic algorithm is a powerful tool for optimization of inverse method because in this study saturated hydraulic conductivity and effective porosity were evaluated with a high accuracy. Result showed that the height of water table was predicted with reasonable accuracy by inverse method, so that statistical parameters RMSE, MAE, ME, EF are 22, 18, 53 mm and 94 percent, respectively. The result implies that over time caused the used method has high accuracy so the ability to predict in the end times reverse the first time.