برآورد هدایت هیدرولیکی غیراشباع خاک بر مبنای اصلاح پارامترهای مدل ون‌گنوختن معلم

به منظور پیش بینی رفتار پدیده های مرتبط با خاک داشتن دانش درباره جریان غیر اشباع و به کارگیری مدل هایی که برآوردهای مطلوبی از منحنی و هدایت هیدرولیکی خاک ارائه دهند ضروریست. به رغم کاربرد فراوان مدل کلاسیک ون گنوختن معلم (vgm)، به طور معمول این مدل در پیش بینی هدایت هیدرولیکی ضعیف عمل نموده و اصلاح برخی از پارامترهای آن لازم است در این پژوهش تعداد 283 خاک از بافتهای مختلف بانک unsoda انتخاب و در دو بخش واسنجی و صحت سنجی تقسیم شدند و پارامترهای زودیافت آنها استخراج و دسته بندی گردید. سپس با تعریف هدایت هیدرولیکی غیر اشباع اصلاح شده ( ksc) به جای هدایت هیدرولیکی اشباع (ks) و تعیین محدوده هایی برای پارامترهای 1 و n به حل رابطه هدایت هیدرولیکی - رطوبت این مدل با استفاده از 24600 جفت نقطه li و nj برای هر یک از خاکهای سه کلاس اصلی بافت خاک پرداخته شد. در ادامه مقدار 1 بهینه هر کلاس بافتی بر اساس مقدار کمینه خطای برآورد هدایت هیدرولیکی با استفاده از شاخص ریشه میانگین مربعات خطا (rmse) انتخاب گردید و nهای ایجاد کننده کمینه خطا به عنوان ضرایب توزیع اندازه منافذ بهینه رابطه هدایت هیدرولیکی - رطوبت (nopt) انتخاب شدند. به منظور ایجاد توابع انتقالی برآورد کننده hopt در برنامه matlab روش رگرسیون گام به گام با در نظر گرفتن شرط معناداری آماری -p (0.05=value برای متغیرهای مستقل اجرا شد و روابط جداگانه ای برای برآورد nhop در هر کلاس بافت خاک بدست آمد پس از ایجاد روابط به مقایسه نتایج روش پیشنهادی این پژوهش (mvgm) با مدل vgma با استفاده از شاخصهای rmse و ضریب کارآیی نشسا تکلیف (nse) پرداخته شد نتایج نشان داد که در هر دو ،بخش ایجاد روابط و صحت سنجی روش mvgm در برآورد هدایت هیدرولیکی عملکرد مطلوب تری داشته و دارای شاخص کارایی بالاتری برای تمامی کلاس های بافت خاک بوده است.

estimation of unsaturated soil hydraulic conductivity based on van genuchten-mualem model parameters modification

in order to predict the behavior of soil-related phenomena, it is necessary to have knowledge about unsaturated flow and using models that provide optimal estimates of the retention curve and hydraulic conductivity of soils. despite the widespread use of the classic van genuchten-mualem model (vgm), this model usually performs poorly in predicting hydraulic conductivity and modification of some of its parameters seems necessary. in this research, 283 soils from different textures of the unsoda bank were selected and divided into two sections of calibration and validation and their soil parameters were exported and categorized. then, by defining the modified unsaturated hydraulic conductivity (ksc) instead of the saturated hydraulic conductivity (ks) and determining the limits for l and n parameters, the hydraulic conductivity-moisture function of vgm were solved using 24600 pairs of points li and nj for each soil of the three main soil texture classes. in the following, the optimal l value (l̂) of each texture class was selected based on the minimum value of the hydraulic conductivity estimation error using the root mean square error (rmse) index and the n values that had created the minimum errors, were selected as the optimal pore size distribution coefficients of the hydraulic conductivity-moisture function (n̂opt). in order to create pedotransfer functions for estimating n̂opt, we ran stepwise regression in matlab software considering the condition of statistical significance (p-value=0.05) for independent variables and functions for each soil texture class. after creating pedotransfer functions, the results of the proposed method of this research (mvgm) were compared with the vgm results using rmse and nash-sutcliffe (nse) indices. the results showed that in both sections of creation and validation functions, the mvgm performed better in estimating hydraulic conductivity and had a higher efficiency index in all textural classes of soil.