کاربرد بهینه سازی برای تعیین هدایت هیدرولیکی و تخلخل موثر خاک ماسه ای اشباع توسط مدل فیزیکی

در این تحقیق روشی ارائه گردیده است که با استفاده از آن می توان هدایت هیدرولیکی و تخلخل موثر بهینه را از روش معکوس به کمک بهینه سازی بدست آورد. بدین صورت که مقادیر ارتفاع سطح ایستابی در فواصل مختلف از زهکش، در زمان ها و مکان های مختلف در یک مدل فیزیکی (تانک شن) اندازه گیری شد. سپس برنامه ای توسط نرم افزار matlab 2010 بر پایه الگوریتم زنبور-عسل نوشته شد که در آن برای پیش بینی ارتفاع سطح ایستابی، مدل ریاضی دام به برنامه ی کامپیوتری معرفی گردید. سپس70 درصد مقادیر ارتفاع سطح ایستابی اندازه گیری شده در زمان های 5، 10، 15، 25، 30، 40، 50، 60، 75، 90، 105، 120، 150، 180، 210، 240، 270 و 300 دقیقه پس از شروع زهکشی، در مکان های متناظر، به عنوان یک فایل ورودی به برنامه ی کامپیوتری که عمل بهینه سازی را انجام می داد، معرفی گردید. برنامه با فرض اینکه تخلخل موثر خاک ثابت است اجرا گردید و هدایت هیدرولیکی بهینه (k_opt) و تخلخل موثر بهینه (?_opt) از روش معکوس برآورد شدند. سپس با استفاده از هدایت-هیدرولیکی و تخلخل موثر آزمایشگاهی ?(k?_exp=5.4m/day ,?_exp=0.163)، هدایت هیدرولیکی و تخلخل موثر-بهینه سازی شده ?(k?_opt=8.4m/day ,?_opt=0.159) و هدایت هیدرولیکی و تخلخل موثر تئوریکال ?(k?_the=13.72m/day ,?_the=0.37)، منحنی های سطح ایستابی برای زمان های 1، 2، 3، 4 و 5 ساعت پس از شروع زهکشی برای هریک از روش های ذکرشده (آزمایشگاهی، بهینه سازی شده و تئوریکال) با توجه به هدایت هیدرولیکی و تخلخل موثر مربوط به هر یک از روش ها، توسط مدل ریاضی دام پیش بینی (h_exp,h_opt,h_the) و با منحنی های مشابه اندازه گیری شده در تانک شن(h_mea)، مقایسه گردیدند. سپس مجموع مربعات خطا برای پروفیل های ایستابی پیشی بینی شده برای هر یک از روش های آزمایشگاهی، بهینه سازی شده و تئوریکال به ترتیب 8959/1، 1369/0و2493/1 محاسبه شدند. مشاهده گردید که بین پروفیل های پیش بینی شده توسط مدل بهینه سازی (h_opt) و پروفیل های ایستابی اندازه گیری شده در تانک شن (h_mea) انطباق خوبی وجود داشت.