مقایسه دو مدل فیزیکی بر پایه مویینگی - جذب سطحی برای تخمین هدایت هیدرولیکی غیراشباع در هر دو ناحیه رطوبت‌های نزدیک به خشک و اشباع

منابع نشان داده‌اند که فرض حرکت مویین آب در مجموعه‌ای از منافذ استوانه‌ای شکل، منجر به کم‌برآورد شدن هدایت هیدرولیکی غیراشباع خاک در پتانسیل‌های پایین می‌گردد که نتیجه نادیده گرفتن نیروهای جذب سطحی و فیلم نازک مایع است. در این پژوهش عملکرد دو مدل فیزیکی تولراُر و لبیوکانراد که نیروهای جذب سطحی و مویینگی را در نظر می‌گیرند و همچنین مدل مویینگی شناخته شده ون‌گنوختنمعلم در مدل‌سازی منحنی مشخصه آبخاک و تخمین هدایت هیدرولیکی غیراشباع مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور از اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی شش خاک جمع آوری شده از منابع که شامل طیف وسیعی از بافت و خصوصیات هیدرولیکی است، استفاده شد. نتایج، برتری مدل‌های مویینگیجذب سطحی در مدل‌سازی منحنی مشخصه آبخاک و تخمین هدایت هیدرولیکی غیراشباع را نسبت به مدل مویینگی ون‌گنوختنمعلم نشان داد. از میان دو مدل فیزیکی بر پایه جذب سطحی و مویینگی، مدل لبیوکانراد نتایج بهتری را نشان داد. نتایج نشان داد که مدل لبیوکانراد هدایت هیدرولیکی غیراشباع را در ناحیه نزدیک به اشباع کم‌برآورد می‌کند و بهترین عملکرد مدل تولراُر مربوط به خاک‌های لومی بود. از آن‌جا که مدل تولراُر تحلیلی‌ترین و جامع‌ترین مدلی است که تاکنون برای مدل‌سازی هدایت هیدرولیکی غیراشباع توسعه داده شده است، پژوهش‌های آتی باید معطوف به بهبود انعطاف‌پذیری این مدل از طریق تعمیم آن به سایر توزیع‌های اندازه منافذ به‌جز توزیع گاما شامل توزیع‌های لوگنرمال، گامای ناقص و ویبال گردد.

Comparison of Two Physically Capillary-Adsorption Based Models for Estimation of Unsaturated Hydraulic Conductivity at Both Near Dry and Saturated Water Contents

It has been documented that the assumption of capillary movement of water in a bundle of cylindrical tubes often leads to systematically underestimation of soil unsaturated hydraulic conductivity at low potentials which is due to ignoring the contribution of adsorptive forces and liquid films. In this study, the performance of two physical models of (TullerOr) and (LebeauKonrad) that take into account the contribution of both adsorptive and capillary forces and the wellknown capillarybased model of (Van GenuchtenMualem) for modeling the soilwater retention curve and estimation of the unsaturated hydraulic conductivity were evaluated. To that end, experimental data gathered from literature including six soils that cover a broad range of texture and hydraulic behavior. The results showed the superiority of the two capillaryadsorption models over the capillarybased Van GenuchtenMualem model in estimating the soilwater characteristic curve and unsaturated hydraulic conductivity. Among the two physically capillaryadsorption based models, the LebeauKonrad model performed better. The results showed that the LebeauKonrad model underestimates the hydraulic conductivity of clayey soils in the near saturation range and the best performance of the TullerOr model was shown to be for loamy soils. Because the TullerOr model is the most comprehensive and physicsbased model for modeling the unsaturated hydraulic conductivity up to date, future studies should be devoted to improving the flexibility of this model via extending the model to other pore size distribution than the original Gamma distribution, such as lognormal, incomplete gamma and Weibull distributions.