بررسی رابطه هدایت هیدرولیکی اشباع و غیر اشباع با برخی از ویژگی های خاک با بهره گیری از شبکه عصبی مصنوعی

هدایت هیدرولیکی خاک از مهم ترین ویژگی های فیزیکی خاک است که اهمیتی ویژه درشناخت، بررسی و مدلسازی انتقال آب، املاح و آلاینده ها در محیط های متخلخل دارد. با وجود پژوهش های پرشمار که پیرامون اندازه گیری مستقیم هدایت هیدرولیکی اشباع صورت گرفته است، این روش ها هم چنان پرهزینه، زمان بر و تخصصی هستند. از این رو، برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع و غیر اشباع با بهره گیری از روش های سریع، کم هزینه و با دقت قابل قبول از جمله توابع انتقالی خاک، ضروری است. هدف از این پژوهش برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع و غیر اشباع با بهره گیری از پارامترهای زودیافت خاک شامل خصوصیات فیزیکی، مکانیکی، شیمیایی و ژئوتکنیکی (حدود آتربرگ) با بهره گیری از روش رگرسیونی خطی و غیر خطی و شبکه عصبی مصنوعی است. در این پژوهش 148 نمونه از 5 استان، مازندران، کرمانشاه، آذربایجان غربی و شرقی و همدان جمع آوری شد. اندازه گیری صحرایی هدایت هیدرولیکی با بهره گیری از دستگاه نفوذسنج صفحه ای در 4 استان کرمانشاه، آذربایجان غربی و شرقی و همدان به تعداد 39 نمونه، انجام گرفت؛ که دو سوم داده ها برای مرحله آموزش و یک سوم داده ها برای مرحله آزمون در نظر گرفته شد. توابع انتقالی این پژوهش در دو قسمت جدا از هم که 15 تابع انتقالی با خصوصیات پایه خاک (درصد رس، نسبت لای به شن و جرم مخصوص ظاهری) و شش تابع انتقالی بدون خصوصیات پایه ای ایجاد شد. هشت خروجی که شامل هدایت هیدرولیکی اشباع، ضرایب ? و k0 گاردنر (1958)، هدایت هیدرولیکی در مکش های 40، 100 و 300 سانتی متر ضرایب ? و n ون گنوختن بودند، با بهره گیری از توابع انتقالی برآورد شدند. ورودی های این توابع انتقالی با خروجی ها همبستگی خوبی را نشان دادند. نتایج توابع پارامتریک نسبت به نقطه ای خیلی بهتر و در قسمت پارامتریک نتایج شبکه عصبی مصنوعی نسبت به روش رگرسیونی بهتر بود. در توابع انتقالی پارامتریک مدل ونگنوختن با روش شبکه عصبی مصنوعی در بخشی که بدون خصوصیات پایه ای خاک بود، ptf3 که در آن از پارامترهای تراکم محصور مدل ون گنوختن و نسبت پوکی (n*، *? و e0) به عنوان برآوردگر بهره گیری شده بود، نتایج بهتری نسبت به سایر توابع انتقالی این بخش داشت. همچنین در بخشی که با خصوصیات پایه ای همراه است، ptf14 که از مقاومت کششی به عنوان برآوردگر در توابع انتقالی بهره گیری شد، بهبود بیشتری نسبت به سایر توابع انتقالی در برآورد هدایت هیدرولیکی داشت. در توابع انتقالی پارامتریک مدل گاردنر در بخش بدون خصوصیات پایه ای بهره گیری از ضرایب گمپرتز به عنوان برآورد گر به روش رگرسیون، نتایج بهتری نسبت به سایر توابع انتقالی داشت و در بخش با خصوصیات پایه ای ptf2 که از ضرایب گمپرتز به عنوان برآوردگر بهره گیری شد، بهبود بیشتری نسبت به سایر توابع انتقالی در برآورد هدایت هیدرولیکی داشت. توابع انتقالی ایجاد شده، پارامترهای مدل ون گنوختن-معلم را بهتر از مدل گاردنر برآورد کردند.