تخمین ضریب هدایت هیدرولیکی و منحنی نگهداشت آب در خاک غیر اشباع بوسیله صفحه متخلخل نفوذسنج

تقاضای بشر به افزایش محصولات کشاورزی و استفاده بهینه از آب و همچنین جلوگیری از نابودی محیط زیست تحت تاثیر مواد آلاینده صنعتی و کشاورزی سبب شده، امروزه مدل سازی چگونگی حرکت و مهاجرت آب و آلوده کننده ها در محیط متخلخل از اهمیت ویژه ای برخوردار گردد. برای مدل سازی جریان آب و حرکت و مهاجرت آلوده کننده ها، نیاز به اطلاعات دقیق از پارامترهای هیدرولیکی محیط متخلخل شامل ضریب هدایت هیدرولیکی و منحنی خصوصیات نگهداشت آب در خاک میباشد.
اندازه گیری این خصوصیات هیدرولیکی برای جریان غیر اشباع بصورت مستقیم عموماٌ وقت گیر و پر هزینه می باشد. برای مثال جهت اندازه گیری ضریب هدایت هیدرولیکی یک نمونه خاک غیر اشباع با مکش 10cm بایستی به مدت 48 روز آزمایش را ادامه داد. در روش مستقیم اندازه گیری پارامترهای هیدرولیکی خاک با اندازه کیری میزان نفوذ از سطح یک نمونه خاک در آزمایشگاه بعد از پایدار شدن جریان انجام می گیرد. استفاده از روش های غیر مستقیم تخمین خواص هیدرولیکی محیط متخلخل جایگزینی مناسب برای روشهای وقت گیر و پر هزینه مستقیم می باشد. یکی از روشهای غیر مستقیم که مورد توجه محققین علم فیزیک خاک و جریان درمحیط متخلخل قرار گرفته، روش حل معکوس تخمین پارامترهای مورد بحث می باشد. در این روش غیر مستقیم داده های حاصل از یک آزمایش غیر ماندگار که مشاهدات (Observations) نام دارند با روش حداقل مربعات بر اساس الگوریتم مارکورت (Marquardt, 1964) بر داده های استخراج شده از مدل تشریح کننده پدیده مورد آزمایش بر هم منطبق شده و پارامترهای محیط متخلخل تخمین زده می شود.
در این مقاله با استفاده از اطلاعات حاصل از آزمایش نفوذ غیر ماندگار از سطح یک نمونه خاک در آزمایشگاه شامل نفوذ تجمعی و برداشت اطلاعات بار فشار در یک عمق خاص با مدل سازی جریان و حل معکوس، پارامترهای هیدرولیکی خاک تخمین زده می شوند. مدل سازی جریان و حل معکوس با استفاده از اطلاعات حاصله از آزمایش نفوذ جوابهای بسیار خوب و قابل قبولی ارائه داده و جایگزینی مناسب برای روش وقت گیر و پرهزینه مستقیم می باشد.