مقیاس سازی تابع هدایت هیدرولیکی خاک با استفاده از عامل مویینگی مؤثر

نوع مقاله : مقالات پژوهشی

نویسندگان

چکیده

چکیده
برای تخمین تغییرپذیری مکانی توابع هیدرولیکی خاک، روش های مقیاس سازی توسعه یافتند و به گستردگی به کار رفته اند. از این میان، روش های دارای پایه فیزیکی به دلیل امکان تخمین فاکتورهای مقیاس از روی ویژگی های فیزیکی خاک، مطلوب تر یافت شده اند. در این مقاله، یک روش جدید و دارای پایه فیزیکی برای مقیاس سازی تابع هدایت هیدرولیکی خاک شرح داده شده است. در این روش، استفاده از عامل مویینگی موثر (hcM) برای مقیاس سازی محور مکش آب خاک در تابع هدایت هیدرولیکی پیشنهاد شده است. با این روش، داده های مربوط به همه خاک های طبیعی، از شن تا رس، می توانند با یک منحنی نمایی یکتا، به عنوان منحنی مرجع، نمایش داده شوند. این روش با 396 سری از داده های هدایت هیدرولیکی، شامل همه کلاس های بافتی خاک، برگرفته از پایگاه UNSODA، صحت سنجی گردید. برای تعیین hcM از برازش مدل های بروکس-کوری و گاردنر-فیلیپ و نیز از یک روش مستقل از مدل استفاده گردید. نتایج یک عملکرد قابل قبول را برای روش پیشنهادی نشان دادند. چنانکه از برازش مدل های بروکس-کوری و گاردنر-فیلیپ و از روش مستقل از مدل، مقادیر میانگین خطای مطلق هدایت هیدرولیکی نسبی بین داده های مقیاس شده و منحنی مرجع به ترتیب برابر با 019/0، 056/0 و 059/0 به دست آمد. در این روش، توانایی برازش مدل های مذکور را می توان به عنوان تنها محدودیت برای مقیاس‌سازی برشمرد. چنانکه مدل های مذکور بتوانند با دقت بالایی به داده های هدایت هیدرولیکی برازش داده شوند، عملکرد مقیاس سازی بالا خواهد بود و برعکس.

واژه های کلیدی: مقیاس سازی، هدایت هیدرولیکی غیراشباع خاک، عامل مویینگی مؤثر، منحنی مرجع نمایی یکتا

عنوان مقاله [English]

Scaling of Soil Hydraulic Conductivity Function Using Effective Capillary Drive

نویسندگان [English]

  • M. Sadeghi
  • M.R. Gohardoust Monfared
  • B. Ghahraman
چکیده [English]

Abstract
To estimate spatial variability of soil hydraulic functions, scaling methods were developed and have been widely used. Among these functions, physically based methods have been found more desirable because of possibility of estimating soil hydraulic functions from soil physical properties. In this paper, a new and physically based method has been described for scaling soil hydraulic conductivity function. In this method, use of effective capillary drive (hcM) has been proposed for scaling of soil water suction axis in the hydraulic conductivity function. Using this method, data of all natural soils, from sand to clay, can be presented by a unique exponential curve as reference curve. The approach was validated by 396 sets of hydraulic conductivity data, including all soil texture classes, taken from UNSODA database. To determine hcM, fitting Brooks-Corey and Gardner-Philip models and also a model-free method were used. The results indicated an acceptable performance of the proposed method. Brooks-Corey and Gardner-Philip models and the model-free method results showed the average absolute error of relative hydraulic conductivity between the scaled data and the reference curve as 0.019, 0.056, and 0.059, respectively. In the employed methods, fitting capability of the mentioned models can be taken into account as the only limitation. Thus scaling performance would be well if the mentioned models could fit well the hydraulic conductivity data and vice versa.

Keywords: Scaling, Soil unsaturated Hydraulic conductivity, Effective capillary drive, Unique exponential reference curve