كاربرد مدل تك بعدي شبيه ساز حركت عمودي آب در خاك غير اشباع

Application of One-Dimensional Model to Simulate Vertical Water Flow in Unsaturated Soil

در اين تحقيق معادله تك بعدي حركت آب در خاك اشباع - غير اشباع به روش حجم محدود و روش گسسته سازي ضمني حل شد و ارتباط رطوبت غير اشباع و بار فشار با استفاده از توابع هيدروليكي وان گنوختن و بروكز-كوري تعيين شد. نتايج صحت سنجي مدل نشان داد كه مدل با دقت بسيار خوبي مقادير بار فشار را برآورد مي‌كند. جذر ميانگين مربعات خطا بار فشار براي توابع هيدروليكي وان گنوختن و بروكز-كوري به ترتيب برابر 0/0181 و 0/0439 متر به دست آمد. پس از اطمينان از نتايج مدل تاثير سه روش مختلف بر آورد پارامترهاي هيدروليكي خاك در نرم افزار ROSETTA بر منحني مشخصه رطوبتي بررسي شد.در روش اول مدل كامل ROSETTA، در روش دوم تنها بافت خاك و در روش سوم علاوه بر بافت خاك پارامتر توزيع خلل و فرج (l=0.5) نيز در نظر گرفته شد. مقايسه نتايج مدل حاضر با مدل Hydrus 1D نشان داد كه مدل تهيه شده از دقت بسيار خوبي در تمامي روش­ها برخوردار است. همچنين نتايج نشان داد كه با گذشت زمان و خشك شدن بيشتر خاك، بدليل تأثير خصوصيات فيزيكي و خلل و فرج خاك تفاوت بين سه روش بيشتر مي‌شود.

In this study, one-dimensional equation of water flow in saturated-unsaturated soil was solved using finite volume method and implicit scheme. The relationship between unsaturated moisture content and pressure load was determined using Van Genechten and Brooks-Corey hydraulic functions. The validation results of the model showed that the model accurately estimated the load pressure values. The Root Mean Square Error of the pressure load for the Van Genuchten and Brooks-Corey hydraulic functions was 0.0181 and 0.0439 meter, respectively. After confirmation of the results of the model, the effects of three different methods for estimating the hydraulic parameters of soil by ROSETTA software were evaluated on the soil moisture characteristics curve. In the first method the complete ROSETTA model, in the secound mehtod only soil texture and in the third method in addition of soil texture, poros medial shape parameter (l=0.5) were considered. Comparison of the results of the model with the Hydrus 1D model showed that the prepared model had very good accuracy in all cases. Also, the results showed that with time passage and more soil drying, due to the effect of physical properties and soil porosity, the difference between three methods increases.