بررسی دقت روش های غیر نقطه ای اندازه گیری نفوذ در طراحی سامانه آبیاری جویچه ای

سابقه و هدف: نفوذ حساس ترین و غالبا مشکل ترین پارامتر برای ارزیابی در سیستم آبیاری سطحی است به خصوص این که خصوصیات نفوذ نسبت به زمان و مکان متغیر می باشد. به طور کلی تعداد نسبتا زیادی اندازه گیری مزرعه ای نفوذ لازم است تا متوسط شرایط مزرعه را نشان دهد. هدف از این پژوهش دقت روش های غیر نقطه ای، استخراج معادلات نفوذ تجمعی نمونه و اصلاح شده با فرایند آبیاری، در شبیه سازی سامانه آبیاری جویچه ای انتها بسته می باشد. برای انجام شبیه سازی از مدل اینرسی صفر در نرم افزار WS و مدل های اینرسی صفر و هیدرودینامیک در نرم افزار SM استفاده شده است. مواد و روش ها: این تحقیق در دو مزرعه از مزارع شرکت کشت و صنت نیشکر هفت تپه به نام های 1C201 و E201 که در آنها نیشکر در کف جویچه ها کشت شده بود، انجام شد. در هر کدام از مزارع 7 جویچه متوالی انتخاب شد. جویچه های زوج، آزمایشی و جویچه های فرد، نقش حایل را داشتند. متوسط طول جویچه ها در مزرعه 1C201، 268 متر و در مزرعه E201، 165 متر بود. در هر دو مزرعه شیب طولی جویچه های آزمایشی اندازه گیری و 001/0 (متر در متر) به دست آمد و عرض جویچه ها 5/1 متر و به روش انتها بسته آبیاری می شدند. به منظور تهیه آمار پیشروی و پسروی، طول جویچه ها به فواصل 20 متری ایستگاه گذاری شدند. در هر دو مزرعه 3 آبیاری متوالی ارزیابی شد. برای اندازه گیری دبی ورودی به جویچه های آزمایشی از WSC فلوم نوع 3 استفاده شد. معادلات نفوذ تجمعی نمونه کاستیاکوف لوئیس به روش ورودی – خروجی برای هر دو مزرعه به دست آمد. همچنین با استفاده از داده های پیشروی و پسروی و همچنین حجم آب ورودی و نفوذی در جویچه ها، معادلات نفوذ تجمعی نمونه اصلاح و معادلات نفوذ تجمعی اصلاح شده برای هر کدام از جویچه ها به تفکیک به دست آمد. سپس مقادیر پیشروی برای هر کدام از آبیاری های دو مزرعه، با استفاده از معادلات نفوذ تجمعی نمونه و اصلاح شده و مدل های هیدرودینامیک و اینرسی صفر دو نرم افزار WinSRFR و SIRMOD شبیه سازی شدند. یافته ها: نتایج این تحقیق نشان داد که اعمال میزان دبی آزمایشات نفوذ در نرم افزار SM، فرایند شبیه سازی را به صورت قابل توجهی بهبود می دهد. همچنین مقایسه نتایج مدل های اینرسی صفر و هیدرودینامیک نرم افزار مذکور نشان داد که نتایج این مدل ها در شبیه سازی فرایند آبیاری جویچه ای انتها بسته با کشت نیشکر در کف جوبچه، مشابه بوده و اختلاف ناچیزی با هم دارند. ارزیابی نتایج شبیه سازی دو نرم افزار SM و WS در تحقیق حاضر نشان داد که در صورت استفاده از معادلات نفوذ تجمعی نمونه، دقت نرم افزارها در شبیه سازی فرایند پیشروی، در مزرعه 1C201 در درجات خوب و متوسط و در مزرعه E201 در رتبه ضعیف قرار داشت. با اصلاح معادلات نفوذ و استفاده از آنها در نرم افزارهای مذکور، میزان دقت شبیه سازی در مزرعه اول به رتبه عالی و در مزرعه دوم به درجات خوب و متوسط ارتقا یافت به طوری که این میزان بهبود بر اساس متوسط شاخص خطای مطلق نسبی در مزرعه 1C201، 63 درصد و در مزرعه E201 بیش از 56 درصد می باشد. همچنین نتایج نشان داد که نرم افزار SM در شبیه سازی آبیاری های هر دو مزرعه، با درصد میانگین مربعات خطای کمتر و درصد میانگین خطای مطلق کمتر عملکرد بهتری داشته است و هر دو نرم افزار مدت زمان های پیشروی محاسباتی را بیش از مقدار واقعی آنها پیش بینی کرده اند. نتیجه گیری: به طور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که اگر در طراحی، شبیه سازی و ارزیابی سامانه های آبیاری جویچه ای انتها بسته، از معادلات نفوذ اصلاح شده به جای معادلات نفوذ نمونه استفاده شود، دقت نتایج به صورت قابل توجهی افزایش داشته، که در نهایت باعث بهبود و افزایش شاخص های هیدرولیکی سامانه های آبیاری خواهد شد.

Keywords:

آبیاری سطحی , معادله نفوذ کاستیاکوف لوئیس , روش ورودی – خروجی , SIRMOD , WinSRFR