مدل سازی ابعاد پیاز رطوبتی خاک تحت سامانه آبیاری قطره ای پالسی به روش آنالیز ابعادی و مقایسه با مدل عددی HYDRUS-۲D

طراحی، بهره­برداری و مدیریت بهینه سیستم­های آبیاری قطره­ای نیازمند کاربرد ترکیب مناسبی از پارامترهایی مانند دبی قطره­چکان­ها، فاصله بین قطره­چکان­ها و لاترال­های آبیاری، عمق توسعه ریشه و ویژگی­های هیدرولیکی خاک است که مطابق با الگوی رشد ریشه در خاک باشند تا آب و مواد غذایی به­مقدار نیاز در اختیار گیاه قرار گیرد. مدل­سازی ابعاد پیاز رطوبتی اطراف یک قطره­چکان آبیاری ساده­تر و کاربردی­تر از اندازه­گیری­های آزمایشگاهی یا مزرعه­ای است، بنابراین در پژوهش حاضر یک مدل تجربی برای برآورد ابعاد پیاز رطوبتی تحت سیستم آبیاری قطره­ای پالسی با روش آنالیز ابعادی ارائه شد. مدل تجربی توسعه یافته شامل معادلاتی براساس دبی قطره­چکان، هدایت هیدرولیکی اشباع خاک، حجم آب کاربردی و نسبت پالس آبیاری برای برآورد ابعاد پیاز رطوبتی می­باشد. آزمایش­های لازم برای تعیین حداکثر عمق و عرض پیاز رطوبتی در زمان­های مختلف پس از شروع آبیاری در یک خاک رسی انجام گردید. تیمارهای مدیریت پالسی در سه سطح (دو، سه و چهار پالس آبیاری) و زمان­بندی قطع جریان در دو سطح (یک و سه برابر زمان وصل جریان) اعمال شدند. مقادیر عمق و عرض پیاز رطوبتی برآوردی توسط مدل تجربی و عددی HYDRUS-۲D با مقادیر مشاهداتی مورد مقایسه قرار گرفتند. پارامتر ضریب تعیین (R۲) برای مقادیر اندازه­گیری شده و برآوردی عمق و عرض پیاز رطوبتی در مدل تجربی ۹۴/۰ و ۹۳/۰ و در مدل عددی ۹۵/۰ و ۹۷/۰ به­دست آمد که حاکی از دقت مناسب هردو مدل در برآورد ابعاد پیاز رطوبتی است. هم­چنین نتایج آنالیز آماری آزمون تی­استیودنت نشان داد که با احتمال ۵/۹۹ درصد اختلاف معنی­داری بین مقادیر برآوردی مدل تجربی و مقادیر مشاهداتی وجود ندارد. مقادیر آماره­های RMSE، ME و EF حاکی از دقت بالاتر مدل عددی HYDRUS-۲D در برآورد ابعاد پیاز رطوبتی بود، ولی باتوجه به سهولت کاربرد و نیاز به پارامترهای ورودی کم­تر استفاده از مدل تجربی در طراحی سیستم­های ­آبیاری قطره­ای پالسی توصیه می­شود.

Keywords:

قضیه باکینگهام , مدیریت پالسی , جبهه رطوبتی , عمق خیس شدگی , فاز استراحت