مدل سازی زراعی-هیدرولوژیکی توزیعی و زیرروزانه یک سیستم زارعی کشت نیشکر با مدیریت ترکیبی زهکشی زیرزمینی آزاد/کنترل شده

شیوه زهکشی کنترل شده، راهکاری موثر برای بهبود مدیریت آب کشاورزی در اراضی فاریاب مناطق خشک و نیمه خشک و تخفیف آثار زیست محیطی زهکشی زیرزمینی است. در پژوهش حاضر، با افزودن قابلیت شبیه سازی زهکشی زیرزمینی کنترل شده به مدل زراعی- هیدرولوژیکی SWAP و تلفیق این مدل با گونه بهبود یافته ای از الگوریتم بهینه سازی رفتار جمعی اجزای یکپارچه (UPSO)، یک طرح مدل سازی زراعی-هیدورولوژیکی توزیعی با قابلیت واسنجی زیرروزانه و امکان شبیه سازی مدیریت ترکیبی زهکشی زیرزمینی آزاد/کنترل شده توسعه یافت. طرح مدل سازی توسعه یافته، در یکی از مزارع کشت و صنعت نیشکر امام خمینی (ره) با مدیریت زهکشی کنترل شده (کنترل سطح ایستابی در عمق ۷۰ سانتی متر) و کشت اول نیشکر طی دوره شبیه سازی ۱۳۸۹/۴/۲۸ تا ۱۳۹۰/۹/۲۰ (به مدت ۴۸۱ روز) مورد استفاده قرار گرفت. نتایج واسنجی و صحت یابی مدل توسعه یافته، حاکی از قابلیت تعمیم پذیری مناسب مدل در شبیه سازی رطوبت خاک، عمق سطح ایستابی و جریان زه آب خروجی (با آماره ضریب بازدهی مدل، EF، به ترتیب، برابر با ۰/۸۷۵، ۰/۹۳۳ و ۰/۷۵۱ طی مرحله واسنجی و آماره EF به ترتیب، برابر با ۰/۸۰۴، ۰/۷۶۰ و ۰/۷۳۹ طی مرحله صحت یابی)، شبیه سازی نیم رخ غلظت املاح آب خاک و شوری زه آب خروجی از سیستم زهکش زیرزمینی با آماره ریشه میانگین خطای نرمال شده، NRMSE، به ترتیب برابر با ۱۰۱/۰ و ۱۴۲/۰ در مرحله واسنجی و آماره NRMSE به ترتیب، برابر با ۰/۰۹۲ و ۰/۱۱۹ طی مرحله صحت یابی) و شبیه سازی شاخص سطح برگ، عملکرد نی و عملکرد ساکارز (با آماره EF به ترتیب، برابر با ۰/۹۹۶، ۰/۹۹۶ و ۰/۹۹۹ در مرحله واسنجی) بود. بر اساس اجزای بیلان نمک شبیه سازی شده طی دوره مطالعاتی، حدود ۳۳/۷۲ تن بر هکتار نمک از طریق آبیاری به مزرعه مطالعاتی وارد و حدود ۵۴/۹۴ تن بر هکتار نمک از طریق سیستم های زهکشی سطحی و زیرزمینی به بدنه های آبی پذیرنده تخلیه شد

Keywords:

برنامه نویسی موازی , بهینه سازی رفتار جمعی اجزا , ریچاردز , بنیان , شوری