estimation of zeolite application effect on solute transport parameters at different soils using hydrus1d model

Application of models for simulation of solute and pollutants transport in soil can reduce time and costs for remediation process. hydrus1d model was developed to simulate the one–dimensional flow of soil water, heat, solute and viruses in variably saturated–unsaturated porous media. the objective of this investigation is to determine the solute transport parameters in disturbed soil columns with different textures at different rates of zeolite application using hydrus1d model. for this study, the loam soil, the sandy loam soil and the clay loam soil with zeolite application rates of 0 (control) and 8 g kg1 were used. the approximate concentration of effluents measured by other investigators (02.26 mg cm3) is used to determine the transport parameters. the value of immobile water content (θim) decreased and the value of hydrodynamic dispersion coefficient increased in lighter soil texture. according to hydraulic parameters considered and regression equation proposed by other researchers, the decreasing trend of θim is valid with  increasing saturated hydraulic conductivity. the predicted dispersivity (λ) in control treatment was in the range of value of λ for disturbed soil reported by other researchers. the trend of solute transport parameters calculated by breakthrough curve using the analytical method by other researchers is similar to the estimated values by the hydrus1d model. the values of willmott’s agreement index are more than 90% for all soil treatments and normalized root mean square error is about 20% for most treatments that indicated the good accuracy of model for predicting solute transport coefficients.

برآورد اثر کاربرد زئولیت بر پارامترهای انتقال در خاک‌های مختلف با مدل Hydrus1D

چکیده استفاده از مدل‌ها در پیش‌بینی حرکت املاح و آلاینده‌ها در خاک، می‌تواند موجب صرفه‌جویی زیاد در وقت و هزینه‌ها گردد. مدل نرم‏افزاری Hydrus1D به منظور شبیه‌سازی یک بعدی حرکت آب، حرارت، املاح و ویروس‌ها در شرایط مختلف رطوبتی محیط متخلخل توسعه یافته است. هدف از انجام این تحقیق، تعیین ضرایب انتقال در ستون‌های خاک دست‌خورده در بافت‌های مختلف و با تیمار‌های مختلف زئولیت با استفاده از مدل Hydrus1D می‌باشد. برای انجام این پژوهش سه نوع خاک لومی، لوم شنی و لوم رسی در دو تیمار صفر و 8 گرم زئولیت در هر کیلو‌گرم خاک استفاده شد. برای تعیین ضرایب انتقال از غلظت تقریبی زهاب خروجی اندازه‌گیری شده توسط دیگران (mg cm326/20) استفاده شد. با سبک‌تر شدن خاک، مقدار رطوبت غیر‌متحرک کاهش و مقدار ضریب پراکندگی هیدرودینامیکی افزایش می‌یابد. با توجه به پارامتر‌های هیدرولیکی در نظر گرفته شده و معادله رگرسیونی ارائه شده توسط محققین دیگر، روند کاهشی مقدار رطوبت غیر‌متحرک با کاهش هدایت هیدرولیکی اشباع، همخوانی داشته است. مقدار ضریب پراکندگی برآورد شده در تیمار بدون زئولیت در محدوده مقدار بدست آمده آن در خاک دست‌خورده گزارش شده توسط محققین دیگر می‌باشد. روند تغییرات پارامتر‌های انتقال املاح محاسبه شده از روی منحنی دررو با روش تحلیلی توسط محققین دیگر، با پارامترهای برآورد شده توسط مدل Hydrus1D مشابه می‌باشد. مقدار شاخص توافق ویلموت در همه تیمارها بیشتر از 90% و مقدار شاخص NRMSE در اکثریت تیمار‌ها نزدیک 20% می‌باشد، که این نشان دهنده دقت نسبتاً خوب مدل در تخمین ضرایب انتقال املاح می‌باشد.