ارائه يك مدل فازي براي مدل سازي نفوذ آب در خاك

مدل سازي نفوذ آب در خاك غير اشباع معمولاً بر اساس حل عددي معادله ريچاردز انجام مي‌گيرد. پيچيدگي‌هاي موجود در حل عددي، در نظر نگرفتن عدم قطعيت پارامترها، و دشواري‌هاي كاربرد اين شيوه در مدل‌سازي حركت آب در خاك در مقياس بزرگ (مزرعه‌اي و ناحيه‌اي) توجه پژوهشگران را به ساير روش ها جلب كرده است. در اين پژوهش مدل فازي مبتني بر قانون براي بررسي نفوذ آب در خاك غير اشباع بدون كشت گياهي ارائه شده است. قوانين مدل فازي با استفاده از مجموعه‌هاي آموزشي بزرگ به دست آمده از حل معادله ريچاردز با استفاده از مدل عددي Hydrus استخراج شد. تعداد 49 قانون فازي با توجه به 7 كلاس رطوبتي تعيين شده براي خاك، در مدل فازي عمل مي‌كنند. مدل فازي مبتني بر قانون توليد شده قادر به شبيه‌سازي شار (شدت جريان) در هر گام زماني است و با استفاده از معادله پيوستگي مقدار رطوبت در كل خاكرخ در گام زماني بعدي محاسبه مي‌شود. نتايج آماري نشان از دقت بالاي مدل در تخمين ميزان شار در ستون خاك و مقدار رطوبت پيش‌بيني شده براي سه بافت خاك لوم، شن و سيلت در گام‌هاي مختلف زماني دارد (ميانگين NRMSE 3.84 درصد). اين مدل فازي در جبهه پيشروي در خاكرخ از كمترين دقت برخوردار است و در ناحيه اشباع تطابق حداكثري را با نتايج حل عددي دارد. به دليل تكراري بودن فرايند محاسبه رطوبت در هر گام زماني (t) و جايگزين كردن آن به عنوان رطوبت اوليه در گام زماني t+∆t انجام موازنه جرمي باعث كنترل خطاي تجمعي در مدل در گام‌هاي زماني بزرگتر شد.