حل عددی معادله ریچارد در جریان غیر اشباع با روش حجم محدود

در سال های اخیر، جریان غیر اشباع موضوع بسیاری از تحقیقات بوده است. زیرا نگرانی در مورد اثر منفی فعالیت های صنعتی، شهری و کشاورزی بر جریان زیر سطحی افزایش یافته است. پیش بینی حرکت سیال در منطقه غیر اشباع در بسیاری از شاخه های علوم و مهندسی یک امر مهم تلقی می شود. در همه مطالعات انجام شده، حرکت سیال در محیط متخلخل غیر اشباع از معادله ریچاردز تبعیت می کند. با توجه به اینکه این معادله، غیر خطی است، حل تحلیلی آن به جز در حالت های ساده امکان پذیر نیست. بنابراین معمولا برای حل معادله جریان غیر اشباع از روش های عددی استفاده می شود. در این تحقیق از روش عددی حجم محدود برای حل معادله ریچاردز و تعیین رطوبت و بار فشار در خاک غیر اشباع استفاده شده و یک مدل رایانه ای تهیه شده است. جهت تخمین پارامترهای هیدرولیکی خاک، برنامه retc با این مدل رایانه ای لینک شده است. همچنین در این مدل رایانه ای می توان از توابع هدایت هیدرولیکی و منحنی رطوبتی گاردنر، بروکز-کری یا وانگنختون استفاده نمود. در ادامه، نتایج مدل رایانه ای تهیه شده با داده های اندازه گیری شده آزمایشگاهی مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که روش حجم محدود، مقادیر بار فشار و رطوبت را به درستی تخمین می زند. نتایج حاصل از روش های حجم محدود و تفاضل محدود در حل فرم ترکیبی معادله ریچاردز کاملا مطابقت دارد. ولی روش تفاضل محدود در حل فرم بار فشار معادله ریچاردز نتایج خوبی ارائه نمی دهد در حالی که نتایج حل فرم بار فشار معادله ریچاردز به روش حجم محدود، قابل قبول بوده و با داده های آزمایشگاهی کاملا مطابقت دارد.