برآورد مقادیر هدایت هیدرولیکی و تخلخل موثر با خاک مزرعه ای اشباع با کمک مدل فیزیکی و بهینه سازی

در پروژه های بزرگ زهکشی لزوم اندازه گیری دقیق پارامتر های هیدرولیکی خاک هرچه بیشتر نمود پیدا می کند. لذا در این تحقیق به روشی پرداخته شده است که بتوان این مقادیر را با دقت بالایی اندازه گیری کرد. روش کار بدین صورت است که از یک مدل فیزیکی پر شده از خاک مزرعه ای(که نشان دهنده نیم فاصله زهکش است) برای اندازه گیری ارتفاع سطح ایستابی در زمان ها و فواصل مختلف از زهکش استفاده شده است. از طرفی برای همین خاک مقدار هدایت هیدرولیکی و تخلخل موثر به کمک روش های مستقیم اندازه گیری شده است. با استفاده از مقادیر سطح ایستابی اندازه گیری شده و به کمک معادله ریاضی گلوور – دام و با الگوریتم ژنتیک مقادیر هدایت هیدرولیکی و تخلخل موثر بهینه شد. در این مرحله چون قرار دادن مقدار ثابتی برای فاصله زهکش در معادله گلوور – دام باعث ایجاد خطا می شود این مقدار نیز بعنوان پارامتر سوم بهینه شد. بعبارت دیگر الگوریتم با قرار دادن مقادیر مختلف از این سه پارامتر در حدودی که توسط کاربر مشخص شده است، بهترین مقدار را طوری انتخاب می کند که مجموع اختلاف ارتفاع سطح ایستابی محاسباتی که با مقادیر هدایت هیدرو لیکی و تخلخل موثر بهینه برای زمان ها و فواصل مختلف بدست می آید، و ارتفاع سطح ایستابی مشاهداتی (مقادیر اندازه گیری شده در مدل فیزیکی) کمترین مقدار ممکنه را داشته باشد (این مرحله با 70 درصد زمان ها انجام می شود). در مرحله پایانی ارتفاع سطح ایستابی (برای 30 درصد زمان های باقی مانده) پیش بینی می شود. این پیش بینی به کمک نتایج حاصل از دو روش بهینه سازی به کمک مسئله معکوس و روش های معمول (روش های مستقیم) انجام شد. نتایج پیش بینی به دو روش معکوس و مستقیم با مقادیر مشاهداتی برای همان زمان ها سنجیده شد. در مقایسه ای که به کمک تعیین مجموع مجذورات اختلاف بین مقادیر مشاهداتی و نتایج حاصل از بهینه سازی انجام شد، معلوم شد مقدار مجموع مجذورات خطا در روش بهینه سازی 031/0 و در روش مستقیم 4/0 شد. بین دو سری داده پیش یبنی شده با دو روش بهینه سازی و مستقیم نسبت داده های مشاهداتی، آنالیز مقایسه میانگین ها صورت گرفت. این آزمون در دو سطح 1و 5 درصد برای روش مستقیم معنی دار شد اما برای نتایج حاصل از پیش بینی با روش بهینه فقط در سطح 1 درصد آزمون معنادار شد. در این مقایسه همچنین مشاهده شد که منحنی های پیش بینی شده در روش بهینه سازی به کمک مسئله معکوس نتایجی نزدیکتر به مقادیر مشاهداتی را نسبت به همان منحنی های پیش بینی در روش مستقیم دارد. بعبارت دیگر می توان گفت استفاده از روش بهینه سازی و مسئله معکوس بهتر می توان مقادیر هدایت هیدرولیکی و تخلخل موثر را اندازه گیری نماید.