برآورد پارامترهاي معادله توده اي- پراكنشي تعادلي با استفاده از داده هاي هيدروليكي خاك

Estimation of Equilibrium Convection-Dispersion Equation Parameters from Soil Hydraulic Data

پراكنش پذيري (?) و تخلخل عبوري موثر (feff) پارامترهاي ورودي شكل تعادلي معادله توده اي- پراكنشي (CDE) مي‌باشند. به طور معمول اين پارامترها به روش معكوس از منحني رخنه به دست مي آيند. با اين حال تهيه منحني هاي رخنه در شرايط صحرايي اغلب عملي نيست. هدف اصلي اين تحقيق برآورد پارامترهاي ? و feff از داده هاي هيدروليكي خاك بود. بدين منظور، يك مدل مفهومي (conceptual) تهيه شد كه حركت يك نمك واكنش ناپذير را بر اساس ويژگي‌هاي هيدروليكي خاك توصيف مي كند. شبيه سازي ها به دو روش دترمينستيك و استوكاستيك انجام شد. پارامترهاي انتقال املاح با استفاده از منحني هاي رخنه شبيه سازي شده و به روش معكوس برآورد شدند. نتايج نشان داد كه اختلاف معني داري بين ? ي اندازه گيري شده و برآورد شده در روش استوكاستيك در 05/0 > ? وجود نداشت. با اين حال اين روش به ويژه در شكل دترمينستيك آن براي مقادير كم ? تمايل به بيش برآوردي و براي مقادير زياد آن تمايل به كم برآوردي دارد. مقادير feff برآورد شده كمتر از تخلخل كل خاك (f) بود كه نشان مي دهد تنها بخشي از تخلخل كل خاك در انتقال املاح شركت دارند. اين روش مي تواند براي برآورد ? و feff از روي ويژگي هاي هيدروليكي خاك ها استفاده شود.

Dispersivity (?) and effective transport porosity (?eff) are input parameters in equilibrium Convection Dispersion Equation (CDE). Normally these parameters are obtained from breakthrough curves by inverse method. However, obtaining breakthrough curves in the field is not often possible in practice. The objective of this study was to estimate ? and feff from soil hydraulic data. For this purpose a conceptual model was developed which describes the transport of a nonreactive solute based on soil hydraulic properties. Both deterministic and stochastic simulation approaches are made use of. The breakthrough data obtained from the simulations were utilized to estimate transport parameters through inverse method. Results revealed that there was no significant difference between predicted and observed ? at P < 0.05 in stochastic approach. However the procedure tends to over-predict small values of ?, while under-predicting large values of ?, especially in the deterministic approach. The estimates of the effective transport porosity being less than those of total porosity (?), indicated that only a portion of total porosity takes part in solute transport. This procedure can be utilized to estimate ? and ?eff from soil hydraulic properties in each and any scale.