تعیین سازگارترین روش تخمین پارامترهای نفوذ در مدل‌های ریاضی آبیاری شیاری

آب و خاک

مقاله 2، دوره 29، شماره 5، آذر 1394، صفحه 1057-1069   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v29i5.24260

نویسندگان

سمیرا اخوان^* ؛ عاطفه مهدوی

دانشگاه بو علی سینا همدان

چکیده

نفوذ، فرآیندی مهم و پیچیده در ارزیابی سامانه‌های آبیاری سطحی است که روش های مختلفی برای برآورد آن در مراجع ارائه شده است. هدف از این مقاله ارزیابی پنج روش مختلف تخمین پارامترهای نفوذپذیری (دو نقطه‌ای الیوت و واکر، نفوذسنج چرخشی، سینگ و یو، یک نقطه‌ای شپارد و همکاران و دو نقطه‌ای اصلاح شده شپارد و همکاران) و تعیین سازگارترین روش در هر یک از مدل های طراحی و ارزیابی آبیاری شیاری (هیدرودینامیک، موج جنبشی و اینرسی صفر)، با استفاده از نرم افزار SIRMOD است. در این راستا از سه سری داده صحرایی استفاده شد. سپس حجم آب نفوذ یافته و زمان پیشروی آب در طول شیار، بر اساس هر یک از روش های نفوذ و مدل های شبیه‌سازی آبیاری، برآورد شد. نتایج نشان داد که در تخمین حجم آب نفوذ یافته به شیار، روش دو نقطه‌ای الیوت و واکر و روش نفوذسنج چرخشی دارای کمترین خطای نسبی (به ترتیب 9/2 و 4/21 درصد) بودند. در پیش‌بینی مرحله پیشروی آب، مدل موج جنبشی با روش نفوذسنج چرخشی، مدل اینرسی صفر با روش دو نقطه‌ای الیوت و واکر و مدل هیدرودینامیک با روش دو نقطه‌ای الیوت و واکر دارای کمترین خطای استاندارد (به ترتیب 04/10، 81/12 و 86/12 درصد) بودند. به‌طورکلی در هر پنج روش تعیین ضرایب نفوذ، مدل موج جنبشی نسبت به هیدرودینامیک و اینرسی صفر دارای دقت بیشتری در شبیه‌سازی پیشروی آب بود. این در حالی است که دو مدل هیدرودینامیک و اینرسی صفر تفاوت تقریباً ناچیزی داشتند.

کلیدواژه‌ها

آبیاری سطحی؛ مدل های آبیاری سطحی؛ معادله نفوذ؛ SIRMOD

مراجع

1- Abbasi F., Shooshtari M.M., and Feyen J. 2003. Evalua‌tion of various surface irrigation numerical simulation models. Journal of Irrigation and Drainage Engineer‌ing, 129: 208–213.

2- Babazadeh H. 2003. Field evaluation of surface irrigation model (SIRMOD). Thesis for obtaining the degree of MSc. Tehran University. (in Persian with English abstract)

3- Bahrami M., Boroomand Nasab S. and Naseri A.A. 2009. Comparison of Muskingum-Cunge model with irrigation hydraulic models in estimation of furrow irrigation advance phase. Iranian Journal of lrrigation and drainage, 2(3): 40-49. (in Persian with English abstract)

4- Behbehani M.R., and Babazadeh H. 2005. Field evaluation of surface irrigation model (SIRMOD) (Case study in furrow irrigation). Journal of Agricultural Sciences and Natural Resources, 12(2): 11-25. (in Persian with English abstract)

5- Ebrahimian H., Liaghat A., Ghanbarian b., and Abbasi F. 2010. Evaluation of various quick methods for estimating furrow and border infiltration parameters. Irrig Sci 28:479–488.

6- Ebrahimian H,. and Liaghat A. 2011. Field evaluation of various mathematical models for furrow and border irrigation systems. Journal of Soil and Water Research, 6(2):91-101.

7- Elliot R.L, and Walker W.R. 1982. Field evaluation of furrow infiltration and advance functions. Transactions of the ASAE, 25(2): 396-400.

8- Esfandiari M., and Maheshwari B.L. 2000. Sensitivity of furrow irrigation model to input parameters. Agriculture Engineering Journal 9(3,4):117-128.

9- Esfandiari M., and Maheshwari B.L. 2001. Field evaluation of surface irrigation models. Journal of Agriculture Engineering Reserch, 79 :459-479.

10- Fatahi R. 1993. Application of kinetic model in the design and evaluation of furrow irrigation. Thesis for obtaining the degree of MSc. Isfahan University of Technology. (in Persian with English abstract)

11- Golestani S., Tabatabaei S.H., and Shayannejad M. 2009. Improvement of the volume balance model by adjusting water surface storage term in furrow irrigation system. Journal of Water and Soil Science, 1(20): 47-60. (in Persian with English abstract)

12- Hassanli M., Shams M., Ebrahimian H., and Liaghat A. Field evaluation of SIRMOD model for alternate furrow irrigation. Proceedings of the 1th National Conference Meteorology and Agricultural water Management, 22-23 Nov. 2011. Tehran University, Karaj, Iran. (in Persian with English abstract)

13- Holzapfel E.A., Jara J., Zuñiga C., Mariño M.A., Paredes J., and Billib M. 2004. Infiltration parameters for furrow irrigation. Agricultural Water Management, 68:19-32.

14- Khatri K.L., and Smith R.J. 2005. Evaluation of methods for determining infiltration parameters from irrigation advance data. Irrigation and Drainage, 54:467–482.

15- Maheshwari B.L., and McMahan T.A. 1993. Performance evaluation of border irrigation model for southest Australia. Journal of Agriculture Engineering Reserch. 54:127-139.

16- McClymont D.J., Rain S.R., and Smith R.J. 1996. The prediction of furrow irrigation performance using the surface irrigation model (SIRMOD). P. 46-59. Proceedings of the 13th Annual Conference, Irrigation Association of Australia, 14-16 May, 1996, Adelide.

17- McClymont D.J., Smith R.J., and Rain S.R. 1999. An integrated numerical model for the design and management of surface irrigation. P.148-160. Proceedings of the Int. Conference on Multi-Objective Decision Support Systems, 1-6 August, 1999, Brisbane.

18- Mostafazadeh B., Fatahi R., and Mousavi S.F. 1996. Use of kinematic wave model in evaluating furrow irrigation system. Iranian Journal Agriculture science, 27(3): 45-54. (in Persian with English abstract)

19- Mostafazadeh B., and Mousavi S.F. 1996. Surface Irrigation. (Theory and Pracric). Farhang Game publications, Tehran.

20- Rasoulzadeh A., and Sepaskhah A.R. 2003. Scaled infiltration equations for furrow irrigation. Biosystem Engineering, 86(3):375-383.

21- Shepard J.S., Wallender W.W., and Hopmans J.W. 1993. One-point method for estimating furrow infiltration. Transactions of the ASAE, 36(2):395-404.

22- Singh V.P., and Yu F.X. 1990. Derivation of infiltration equation using system approach. Journal of Irrigation and Drainage, Div. ASCE, 116(6):837-857.

23- Sohrabi T., and Paydar Z. 2005. Irrigation Systems Designing. Tehran publisher, Tehran. (in Persian)

24- Walker W.R. 2005. Multilevel calibration of furrow infiltration and roughness. Irrigation and Drainage Engineering, 131(2):129-136.

25- Zare N., shir Afrous A., Yazdany M.R. and Rafiee M.R. Investigation of in SRFR3.1 and SIRMOD soft wares for the analysis and hydraulically simulation of the border irrigation under Sorghum Bicolor cultivation. Proceedings of the 1th National Conference Meteorology and Agricultural water Management, 22-23 Nov. 2011. Tehran University, Karaj, Iran. (in Persian with English abstract)