مقیاس سازی توامان توابع نگهداشت آب و هدایت هیدرولیکی خاک

آب و خاک

مقاله 20، دوره 24، شماره 2، خرداد 1389   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v0i0.3257

نویسندگان

مرتضی صادقی^* ؛ بیژن قهرمان

دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

چکیده
روش های مقیاس سازی که بر پایه نظریه محیط های متشابه می باشند، برای سهولت تشریح تغییرپذیری مکانی خاک ها به کار گرفته می شوند. برای شبیه سازی جریان در خاک های ناهمگن، مقیاس سازی توامان توابع هیدرولیکی خاک، شامل منحنی نگهداشت آب و تابع هدیت هیدرولیکی، با استفاده از یک سری فاکتور مقیاس بسیار مطلوب می باشد. در نظریه محیط های متشابه تصور می شود که مقیاس سازی توامان در دو محیط که در مقیاس میکروسکوپی دارای شباهت هندسی هستند، امکان پذیر است. در این مقاله ثابت می شود که اگرچه شباهت هندسی خاک ها شرط لازم برای برقراری نظریه محیط های متشابه می باشد، ولی در برخورد با واقعیت کافی نمی باشد. نشان داده می شود که به علاوه باید مقادیر Kshm2 (β=) در همه خاک های متشابه برابر باشند (که Ks هدایت هیدرولیکی اشباع و hm مکش میانه منحنی نگهداشت می باشد). برای بررسی مبانی ارائه شده، روش تولی و همکاران (13) که نظریه محیط های متشابه را برای خاک های متشابه کوزوگی و هاپمنس (4) با مقادیر برابر از σ (انحراف معیار توزیع لوگ-نرمال مکش در منحنی نگهداشت) به کار می گیرد، اختیار شد. همچنین این روش تعمیم داده شد به گونه ای که بتواند برای شرایطی که مقادیر β برابر نیستند نیز توابع هیدرولیکی خاک های متشابه را به خوبی مقیاس کند. توصیفات نظری ارائه شده با 26 خاک از پایگاه UNSODA آزمون شدند. این خاک ها بر اساس برابر بودن مقادیر σشان در شش گروه خاک متشابه طبقه بندی شدند. همان طور که انتظار می رفت، با کاربرد روش تولی و همکاران، در هر گروه آن خاک هایی که مقدار β در آن ها با دیگر خاک های گروه اختلاف زیادی داشت، نتوانستند به خوبی مقیاس شوند. همچنین نتایج نشان داد که روش پیشنهادی می تواند عملکرد مقیاس سازی روش تولی و همکاران را بهبود زیادی بخشد. نشان داده شد که عملکرد روش پیشنهادی به مقادیر β وابستگی ندارد و وجود شباهت هندسی خاک ها تنها شرط برای آن می باشد.

وا‌ژه‌های کلیدی: محیط های متشابه، مقیاس سازی توامان، منحنی نگهداشت، تابع هدیت هیدرولیکی