معادلات اساسی بکار گرفته شده در مدل SWAP و راهنمای کاربردی مدل

فصلنامه آب و توسعه پایدار

مقاله 10، دوره 2، شماره 1 - شماره پیاپی 4، شهریور 1394، صفحه 67-80   

نوع مقاله: مقاله علمی- ترویجی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jwsd.v2i1.46701

نویسندگان

خدیجه براتی^* ؛ هاجر طاهری سودجانی؛ محمد شایان نژاد

دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

امروزه استفاده از مدل تقریباً در تمامی علوم، کاری متعارف میباشد. استفاده از مدلها، زمینه لازم را برای پاسخهای سریع، مطلوب و اقتصادی به بسیاری از سؤالات فراهم آورده است. در علوم مختلف کشاورزی از جمله آبیاری و زهکشی نیز مدلسازی در حال توسعه میباشد. آزمایشهای صحرایی برای تعیین و تحلیل مدیریتهای مختلف آبیاری مفید هستند اما محدودیتهای قابل توجهی نیز دارند. مهمترین محدودیت این است که اعتبار آزمایشها با شرایط فیزیکی منطقهای که آزمایش در آن انجام میشود محدود میگردد. یکی از مدلهایی که در علوم کشاورزی از آن استفاده میشود مدل SWAP است که یک مدل شبیهسازی خاک، آب، اتمسفر و گیاه میباشد. این مدل قابلیت تحلیل اثرات متقابل میان حرکت آب، رشد گیاه و انتقال مواد محلول، پیشبینی عملکرد تحت رژیمهای مختلف آب و شوری، شبیهسازی درازمدت و برنامهریزی آبیاری را داراست. اگرچه مدل SWAP توانایی شبیهسازی همه جانبه روابط بین خاک، آب، اتمسفر و گیاه را تحت شرایط مختلف مدیریتی مزرعه داراست اما با محدودیتهایی نیز روبروست. از جمله محدودیتهای این مدل، تعداد ورودیهای زیاد آن است. تاکنون تحقیقات زیادی با استفاده از این مدل صورت گرفته است اما با جستجو در مقالات علمی، هیچ منبع کاملی که معادلات اساسی بکار گرفته شده در مدل و همچنین راهنمای کاربردی آن را ارائه داده باشد وجود ندارد. در این مقاله، با استناد به راهنمای مدل، معادلات بکار گرفته شده در مدل برای انجام محاسبات، شرح داده شده است. همچنین راهنمای کاربردی برای کاربرانی که قصد استفاده از این مدل را دارند ارائه گردیده است.

کلیدواژه‌ها

مدل SWAP؛ شبیه سازی؛ معادلات اساسی؛ راهنمای کاربردی

مراجع

بادیهنشین، ع.، نوری، ح. و وظیفهدوست، م. 1393. بهبود برآورد عملکرد محصول در مدل شبیهسازی SWAP با استفاده از دادههای ماهوارهای. مجله علمی-پژوهشی تحقیقات آب و خاک ایران، 45(4): 379-388.

دهقان، ه.، علیزاده، ا.، حقایقی مقدم، س.ا. و انصاری، ح. 1389. پیشبینی رطوبت نیمرخ خاک در سه مزرعه گندم با استفاده از مدل SWAP. نشریه علمی- پژوهشی آب و خاک، 24(5): 1008-1018.

شفیعی، م.، قهرمان، ب.، ثقفیان، ب.، داوری، ک. و وظیفهدوست، م. 1393. واسنجی و تحلیل عدم قطعیت مدل SWAP با استفاده از روش GLUE. نشریه علمی-پژوهشی پژوهش آب در کشاورزی، 28(2): 477-488.

شهیدی، ع. 1387. اثر برهمکنش کم آبیاری و شوری بر عملکرد و اجزاء عملکرد ارقام گندم با تعیین تابع تولید آب-شوری در منطقه بیرجند. پایاننامه دکتری آبیاری و زهکشی، دانشگاه شهید چمران اهواز.

شهیدی، ع.، نحوی نیا، م. و پارسینژاد، م. 1388. ارزیابی مدل SWAPدر برآورد عملکرد گندم تحت کیفیتها و کمیتهای مختلف آب آبیاری. همایش ملی الگوهای توسعه پایدار در مدیریت آب. شرکت مهندسین مشاور مهاب ثامن، مشهد، ایران.

شهیدی، ع.، نحوی نیا، م.، مکاری قهرودی، ا. و پارسینژاد، م. 1393. ارزیابی مدل SWAP به منظور بررسی تأثیر آبیاری با آب شور بر رطوبت خاک (مطالعه موردی منطقهی بیرجند). مجله علمی-پژوهشی دانش آب و خاک، 24(1): 7-27.

کیانی، ع. 1386. استفاده از مدل SWAP در شبیهسازی انتقال آب، املاح و عملکرد نسبی گندم. نهمین سمینار سراسری آبیاری و کاهش تبخیر. دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران.

منصوری، ح. و مصطفیزاده فرد، ب. 1385. راهنمای نصب و اجرای مدل SWAP. اولین همایش منطقهای بهرهبرداری بهینه از منابع آب حوضههای کارون و زاینده رود. دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران.

منصوری، ح.، مصطفیزاده فرد، ب.، موسوی، س. ف. و فیضی، م. 1386. استفاده از مدل SWAP به منظور بررسی تأثیر مدیریت آبیاری با آب شور بر رطوبت خاک منطقه رودشت اصفهان. نهمین سمینار سراسری آبیاری و کاهش تبخیر. دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران.

محمدی، ا.، دلبری، م.، چاری، م. و محمدی، م. 1392. شبیهسازی رطوبت و غلظت شوری در خاک با استفاده از مدل SWAP. دومین کنفرانس بین المللی مدلسازی گیاه، آب، خاک و هوا. دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران.

وردینژاد، و.، ابراهیمیان، ح. و احمدی، ح. 1391. ارزیابی عملکرد سیستم زهکشی زیرزمینی با استفاده از مدل SWAP (مطالعه موردی شبکه زهکشی ران بهشهر). نشریه علمی-پژوهشی آب و خاک، 26(5): 1257-1267.

وردینژاد، و.، سهرابی، ت.، فیضی، م.، حیدری، ن. و عراقینژاد، ش. 1389. الگوبندی عملکرد محصولات مختلف در شرایط شوری آب آبیاری با استفاده از مدل SWAP. مجله علمی-پژوهشی دانش آب و خاک، 1(4): 97-111.

Bonfante A., Basile A., Acutis M., De Mascellis R., Manna P., Perego A. and Terribile F. 2010. SWAP, CropSyst and MACRO comparison in two contrasting soils cropped with maize in Northern Italy. Agricultural Water Management, 97: 1051-1062.

Huygen J., Van Dam J.C., and Kroes J.G. 2000. SWAP graphical user interface, User manual.

Kroes J.G. and Van Dam J.C. 2003. Reference manual SWAP version 3.0.3.

Kumar P., Sarangi A., Singh D.K., Parihar S.S. and Sahoo R.N. 2015. Simulation of salt dynamics in the root zone and yield of wheat crop under irrigated saline regimes using SWAP model. Agricultural Water Management, 148: 72–83.

Ma Y., Feng Sh., Huo Z. and Song X. 2011. Application of the SWAP model to simulate the field water cycle under deficit irrigation in Beijing, China. Mathematical and Computer Modelling, 54: 1044-1052.

Marinov D., Querner E. and Roelsam J. 2005. Simulation of water flow and nitrogen transport for a Bulgarain experimental plot using SWAP and ANIMO models. Journal of Contaminant Hydrology, 77: 145-164.

Moghabeli Damaneh I., Hasanpour F. and Behrouj M. 2013. Evaluation of HYDRUS-1D and SWAP models in simulating water and minerals movement in soil. Switzerland Research Park Journal, 102: 275-284.

Rallo G., Agnese C., Minacapilli M. and Provenzano G. 2012. Comparison of SWAP and FAO agro-hydrological models to schedule irrigation of wine grapes. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 138: 581–591.

Samipour F., Golmohammadi G., Mohammadi K. and Mahdian M.H. 2011. Aplication of Drainmod and SWAP in south-west of Iran for optimal design of drainage network. ICID 21st International Congress on Irrigation and Drainage, 15-23 Oct. Tehran, Iran.

Van Vosselen A., Verplancke H. and Van Rants E. 2005. Assessing water consumption of banana: traditional versus modeling approach. Journal of Agricultural Water Management, 74: 201-218.