ارزیابی دقت روش‌های حل مدل بیلان حجمی در تخمین پیشروی آب در آبیاری جویچه‌ای

محورهای موضوعی : مدیریت آب در مزرعه با هدف بهبود شاخص های مدیریتی آبیاری

سونیا زبردست ¹ , حامد ریاحی فارسانی ² , سید حسن طباطبائی ³

1 - دانشجوی دکتری؛ گروه مهندسی آب؛ دانشکده کشاورزی؛ دانشگاه شهرکرد؛ شهرکرد؛ ایران
2 - دانشجوی دکتری؛ گروه مهندسی آب؛ دانشکده کشاورزی؛ دانشگاه شهرکرد؛ شهرکرد؛ ایران
3 - دانشیار؛ گروه مهندسی آب؛ دانشکده کشاورزی؛ دانشگاه شهرکرد؛ شهرکرد؛ ایران

تاریخ دریافت : 1392/08/18 تاریخ پذیرش : 1393/11/13 تاریخ انتشار : 1393/09/30

کلید واژه: آبیاری جویچه‌ای, ضریب شکل پروفیل زیرسطحی, فاز پیشروی, مدل بیلان حجم,

چکیده مقاله :

مدیریت بهینه و حفاظت از منابع آب و خاک امروزه بیش از پیش ضروری به نظر می‌‌رسد. این موضوع در مورد سیستم‌های آبیاری سطحی بعنوان مصرف کننده عمده آب در کشور بسیار مهم است. تخمین دقیق فاز پیشروی، برای طراحی و ارزیابی این سیستم‌ها اهمیت فراوان دارد. هدف از انجام این تحقیق بررسی دقت روش‌های‌ حل مدل بیلان حجمی در تخمین پیشروی آب در آبیاری جویچه‌ای است. در این تحقیق از روش‌های حل میشل، فیلیپ، توابع نمایی و توابع بازگشتی استفاده شده و روش‌های جدیدی نیز پیشنهاد، و برای هر کدام از روش‌ها، برنامه رایانه‌ای در محیط Matlab کدنویسی شده است. برای تعیین دقت روش‌های حل ذکر شده، از داده‌های هفت مزرعه که در دو نوبت آبیاری (اول و ششم) در استان چهارمحال وبختیاری برداشت شده، استفاده گردید. آماره جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، ضریب جرم مانده (CRM) و ضریب کارآیی روش‌های مخلف حل مدل (EF) محاسبه شد. نتایج نشان داد که روش میشل در بین روش‌های حل مدل بیلان حجمی، کمترین مقدار RMSE (به ترتیب مقادیر 6/27 و 6/57 متر برای دو نوبت آبیاری) و CRM (مقدار 06/0) و همچنین بیشترین مقدار EF (مقدار 07/1-) را به خود اختصاص داده است. دیگر روش‌ها، نتایجی نزدیک به هم برای RMSE (مقادیر 3/33 و 4/61 متر برای دو نوبت آبیاری)، CRM (مقدار 21/0) و EF (مقدار 65/2-) را به دست داده‌اند و در نتیجه بهترین روش پیشنهادی برای حل مدل بیلان حجمی، روش میشل است. تعیین صحیح ضرایب نفوذ و انتخاب معادله نفوذ از جمله عواملی است که به شدت در دقت مدل تأثیر دارد. با توجه به تأثیر ضریب شکل پروفیل زیرسطحی، در این تحقیق بهترین پیشنهاد برای این ضریب، معادله کیفر است.

چکیده انگلیسی:

Nowadays optimal management and conservation of water and soil resources seems to be more essential than ever before. The issue of surface irrigation systems as a major consumer of water in the country is very important. Accurate prediction of the advance phase is important for the design and evaluation of these systems. The main objective of this study was to evaluate the accuracy of solving methods of Volume Balance Model (VBM) in the estimation of the water advance of furrow irrigation. In this study, Michel, Philip, Power functions and Return functions solving methods were used and also new models were proposed. For each method, a computer program was written in Matlab and to measure the precision of solving Methods mentioned above, gathered data of seven fields in two-time irrigation (A: water-soil and B:middle growth) in Chaharmahal and Bakhtyari province were used. The statistics of solving methods mentioned were obtained by use of root mean square error (RMSE), coefficient residual mass (CRM) and model efficiency factor (EF). The results showed that Michel method has a lower RMSE (27.6 and 57.6 meters values for two-time irrigation respectively) and CRM (0.06 value) and the higher EF (-1.07 value) than the other solving methods of volume balance model. Other methods have close results for RMSE (33.3 and 61.4 meters values for two-time irrigation), CRM (0.21 value) and EF (-2.65 value). As a result, the best method to solve VBM is Michel's method. Accurate determination of infiltration coefficients and selection of infiltration equation are effective factors for model accuracy. Therefore, considering subsurface shape factor effect, the best suggestion for this coefficient is Kiefer equation.