ارزیابی دو مدل تحلیلی برآورد هدایت هیدرولیکی غیراشباع و منحنی رطوبتی خاک برپایه‌ی جذب سطحی و مویینگی

حرکت آب، بخارِ آن و گرما در ناحیه غیراشباع خاک، بسیاری از فرایندهای فیزیکی و بیولوژیکی محیط شامل بیلان آب و انرژی بین زمین و اتمسفر، جوانه‌زنی و رشد گیاهان را در مسائل کشاورزی و مهندسی کنترل می‌کند. طی سال‌های گذشته مدل‌های تحلیلی و تجربی بسیاری برای تخمین منحنی مشخصه و هدایت هیدرولیکی غیراشباع خاک ارائه شدند؛ اما بدلیل سادگی، مدل‌های تجربی بیشتر در تحقیقات و مدل‌سازی حرکت آب در خاک مورد استفاده قرارگرفتند. در این پژوهش عملکرد دو مدل فیزیکی (اُر-تولر) و (لبیو-کانراد) و مدل تجربی (ون گنوختن-معلم) در برآورد منحنی مشخصه و هدایت هیدرولیکی غیراشباع روی داده‌های چهار خاک با شاخص های 2 rو rmse ارزیابی شد. نتایج نشان‌دهنده‌ی برتری دو مدل تحلیلی اُر-تولر و لبیو-کانراد نسبت به مدل تجربی ون‌گنوختن-معلم در تخمین منحنی مشخصه و هدایت هیدرولیکی غیراشباع می‌باشد و درنظرگرفتن پدیده‌ی جذب سطحی در نتایج تاثیرگذار می‌باشد؛ اما در مقایسه‌ی دو مدل فیزیکی مذکور، مدل لبیو-کانراد در تمامی نمونه خاک‌ها قادر به برازش نقاط با دقت بسیار ‌خوبی بوده و برتر از مدل اُر-تولر می‌باشد. در تخمین هدایت هیدرولیکی بااینکه تمامی مدل‌ها دقت قابل‌قبولی را از خود نشان داده‌اند، در مدل لبیو-کانراد برای تخمین هدایت هیدرولیکی غیراشباع خاک‌هایی با بافت رسی در محدوده‌ی نزدیک به اشباع کم‌برآورد صورت‌گرفته ‌است، مدل اُر-تولر در خاک‌های لومی عملکرد قابل قبولی داشته و مدل ون‌گنختن-معلم در اکثر خاک‌ها عملکرد پایین‌تری از سایر مدل‌ها داشته است. درنهایت استفاده از مدل‌های تحلیلی فوق با توجه به قابلیت بهتر و بیشتر برای شبیه سازی منحنی رطوبتی و هدایت هیدرولیکی غیراشباع خاک ها برای تحقیقات آینده پیشنهاد می‌گردد.

evaluation of two analytical models for prediction of soil water retention and unsaturated hydraulic conductivity curves based on capillary and adsorption

the movement of water, vapor and heat in unsaturated soils controls many of the physical and biological processes of the environment, including water and energy balance between the earth and the atmosphere, germination and plant growth in agriculture and engineering. many analytical and empirical models have been developed over the years to estimate soil characteristic and unsaturated hydraulic conductivity curves, but due to simplicity, empirical models have often been used in soil water movement researches and modeling. in this study, the performance of two physical models (or and tuller) and (lebeau and konrad) and empirical model (van genuchten-mualem) on estimation of soil water characteristic curve and unsaturated hydraulic conductivity on four soil data with r2 and rmse indices were evaluated. the results show the superiority of the two physical models over the van genuchten-mualem empirical model in estimating the soil water characteristic and unsaturated hydraulic conductivity curves and considering the adsorption phenomenon is effective in the results, but compared to the two physical models, the lebeau and konrad model in all soil samples was able to fit the points very good and was better to or and tuller model. while all models have shown acceptable accuracy in estimating hydraulic conductivity, the lebeau and konrad model underestimates hydraulic conductivity of clayey soils in the near saturation range. the or and tuller model was also acceptable in the loamy soils and the van genuchten-mualem model had the lowest accuracy in most soils. finally, using the above physical models with respect to better and more capability to estimate the soil water characteristic and unsaturated hydraulic conductivity curves is recommended for future researches.