کارآیی منحنی رطوبتی اندازه گیری شده با دستگاه صفحات فشاری برای شبیه سازی حرکت آب در خاک آب گریز

منحنی رطوبتی و هدایت هیدرولیکی غیراشباع خاک از جمله مهم ترین ویژگی های هیدرولیکی خاک بوده که آگاهی از آنها در مدیریت آب و خاک نقش بسزایی دارد. از دیگر سو، این ویژگی ها به شدت تحت تاًثیر رفتار متقابل آب و خاک از جمله آب دوست یا آب گریز بودن خاک قرار دارند. اهداف این پژوهش شامل بررسـی جریـان یک بعدی آب درخاک آب گریـز و مطالعه کارآیی داده های اندازه گیری شده ی منحنی رطوبتی خاک با استفاده از دستگاه صفحات فشـاری در شبیه سازی حرکت آب در خاک آب گریـز بود. بنابراین، با استفاده از لجـن فاضـلاب شهری خاک های با درجـات مختلف آب گریـزی شامل آب گریزی صفر، کم و قوی تهیه شد. سپس، منحنی رطوبتی خاک ها با استفاده از دستگاه صفحات فشاری و دستگاه جعبه شنی اندازه گیری و به کمک آن پارامترهای مدل ون گنوختن-معلم به روش حداقل سازی مجموع مربعات خطا تعیین گردید. حرکت آب در خاک های با سطـوح مختلف آب گریـزی تحت سیستم تک بعدی، در جعبه شیشـه ای شبیه سازی گردید. همچنین، شبیه سازی جریان یک بعدی آب در خاک با استفاده از معادله ریچاردز و مدل ون گنوختن-معلم به کمک برنامه hydrus-1d انجام شد. از دیگر سو، با استفاده از داده های اندازه گیـری شده ی شبیه سـازی حرکت آب در ستون خاک و داده های کمـکی منحنی رطوبتـی، پارامتـرهای مدل ون گنوختن- معلم به روش معکوس تعیین شد. به منظور ارزیابی روش های ذکر شده در پیش بینی جریان یک بعدی آب در خاک از آماره های میانگین خطا، مجموع مربعات خطا و ریشه میانگین مربـعات خطا استفاده گردید. نتایج نشان داد که داده های اندازه گیـری شده ی منحنی رطوبتی با دستگاه صفحـات فشـاری در شبیه سازی حرکت آب در خاک آب گریز کارآیی نداشت، زیرا آب گریزی خاک با تأثیر بر زاویه تماس آب-خاک (نقطه ورود هوا) در طول تر و خشک شدن خاک منجر به تغییرات زمانی و مکانی جبهه رطوبتی و دو یا چند نمایی شدن منحنی رطوبتی این خاک ها گردید. بر اساس نتایج به دست آمده روش معکوس در صـورت وجود داده کافی (داده های نفوذ حاصل از ستون خاک) می تواند روش مناسبی برای برآورد ویژگی های هیدرولیکی و تغییرات زمانی آنها باشد. میانگین شاخص-های آماری نشان داد که کمترین خطا در خاک های آب دوست و آب گریزی کم (با rmse به ترتیـب برابر 0006/0 و 0044/0cm3cm-3) مربوط به داده های نفـوذ، داده های اندازه گیری شده منحنی رطوبتی در حالت خشک شدن به روش جعبه شنـی و رطوبـت تعادلی و در خاک با آب گریزی قوی مربوط به داده های نفوذ و رطوبت تعادلی با rmse برابر 005/0 cm3cm-3 بود. همبستگی بین درصد لجن فاضلاب با هدایت الکتریکی (99/0r =) و درصد ماده ی آلی خاک مثبت و با ph و جرم ویژه ظاهری خاک منفی و در سطح یک درصد معنی دار بود (01/0p<). از دیگر سو، همبستگی بین آب گریزی و شدت نفوذ (91/0r =) منفی و در سطح یک درصد معنی دار شد (01/0p<). خاصیت دفع آب خاک با تغییر در خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک، پیشروی جبهه رطوبتی و زمان نفوذ آب به خاک را تحت تأثیر قرار داد.