تخمین ضرایب هیدرودینامیکی نفوذ آب در خاک با استفاده از بهینه سازی معادلات نفوذ SCS و Horton

تعیین ضرایب معادله­های نفوذ با دقت مناسب، یکی از مسائل مهم در برنامه ریزی های آبیاری است. معمولا برای تعیین این ضرایب از روش آزمایش استوانه­های مضاعف استفاده می­شود که این روش تنها بعد هیدرواستاتیکی و نقطه­ای نفوذ را در برمی گیرد. در این تحقیق، از جویچه ای با مقطع سهمی شکل، طول ۵۰ متر، عمق متوسط ۱۲ سانتی­متر و شیب ۰۲/۰ به منظور شبیه سازی یک نهر آبیاری استفاده شد. سه آزمایش با بازه­های طولی ۷/۴، ۲۰ و ۴۰ متر و دبی ورودی ۰۲/۰± ۶/۰ لیتر بر ثانیه با سه تکرار انجام شد. از این میان برای هریک از بازه های طولی، یک آزمایش با حداقل خطای اندازه­گیری انتخاب شد. برای تعیین ضرایب معادلات نفوذ، پس از برداشت هیدروگراف­های ورودی و خروجی آبراهه با استفاده از فلوم اندازه­گیری جریان، هیدروگراف­های خروجی از روش­های هیدرولیکی ماسکینگام-کونژ، اینرسی صفر و موج سینماتیک روندیابی شدند.در نهایت مقادیر دبی نفوذ با توجه به سطح مقطع متوسط جریان در بازه طولی موردبررسی و لحاظ کردن معادلات نفوذ SCS و هورتون تعیین شدند. هیدروگراف­های محاسباتی از اختلاف بین هیدروگراف­های خروجی روندیابی شده و دبی های نفوذ به دست آمد. در نهایت با استفاده از روش حداقل مربعات (LSM) برای هیدروگراف­های خروجی مشاهداتی و محاسباتی، تابع هدف استخراج گردید. نتایج نشان داد  که مقدار متوسط خطای نسبی بین هیدروگراف­های خروجی مشاهداتی و محاسباتی از روش ارائه شده کمتر از ۵ درصد است. با افزایش طول بازه مورد بررسی، مقادیر دبی نفوذ به دلیل کاهش هد استاتیکی آب، کاهش می یابند. راندمان مدل بر اساس معیار نش-ساتکلیف در تمامی طول­ها بیش از ۹۰ درصد بود که دلالت بر این دارد که  استفاده هم زمان از معادله هورتون و روش روندیابی اینرسی صفر بهترین نتایج را ارائه می کند.