شبیه سازی الگوی توزیع نیترات در خاک در سیستم آبیاری قطره‌ای سطحی به روش آنالیز ابعادی

Abstract

<strong>سیستم آبیاری قطره­ای از ابتدا به علت کاربرد دقیق کود و آب به عنوان یک روش آبیاری مناسب در مناطق خشک و نیمه خشک شناخته شده است. مدیریت و طراحی درست سیستم کود آبیاری در این روش تا حد زیادی بستگی به فهم درست توزیع رطوبت و کود که به نوبه خود تابع بافت و لایه بندی خاک، دبی قطره­چکان، حجم آب کاربردی و غلظت کود آبیاری دارد. در این تحقیق، آزمایش‌ها در یک مدل پلکسی‌گلاس شفاف با ابعاد 5/0×22/1×3 متر و روی سه نوع بافت خاک (متوسط، سنگین و سبک) به انجام رسید. دبی­ قطره­چکان‌ها با زمان آبیاری 6 ساعت و با مقادیر 4/2 </strong><strong>(</strong><strong>Q₁</strong><strong>)، </strong><strong>4 </strong><strong>(</strong><strong>Q₂</strong><strong>)</strong><strong>و 6 </strong><strong>(</strong><strong>Q₃</strong><strong>) </strong><strong>لیتر در ساعت اعمال گردید. همچنین تیمارهای کود آبیاری شامل سه تیمار با غلظت نیترات 125، 250 و 375 میلی گرم در لیتر بود. به منظور اعمال تیمارهای کود آبیاری، از کود اوره</strong><strong> (</strong><strong>CH₄N₂O</strong><strong>)</strong><strong> (46 درصد نیتروژن) استفاده گردید.سپس، به کمک قضیه </strong><strong>π</strong><strong> باکینگهام و با استفاده از آنالیز ابعادی روابطی به منظور شبیه­سازی توزیع نیترات در سیستم­های آبیاری قطره­ای سطحی و برای سه نوع بافت مورد بررسی ارائه گردید که تابعی از غلظت نیترات اولیه خاک، غلظت نیترات در کود آبیاری، رطوبت اولیه خاک، فاصله شعاعی نقاط مورد نظر، حجم آب کاربردی در زمان آبیاری، هدایت هیدرولیکی خاک و دبی قطره­چکان می­باشد. نتایج مقایسه بین مقادیر اندازه­گیری‌شده و شبیه­سازی‌شده نشان داد که این مدل‌ها با دقت بالایی نیترات را پیش‌بینی نموده می­کنند. و همچنین متوسط مقادیر شاخص میانگین ریشه دوم خطا </strong><strong>(</strong><strong>RMSE</strong><strong>) </strong><strong>برای خاک رسی و برای دبی­های مورد استفاده</strong><strong>Q₁</strong><strong>، </strong><strong>Q₂</strong><strong>و</strong><strong>Q₃</strong><strong>به ترتیب مقادیر 025/0، 105/0 و 093/0 برآورد گردید و این مقادیر برای خاک لومی به ترتیب مقادیر 032/0، 052/0 و 05/0 و برای خاک شنی به ترتیب مقادیر 023/0، 038/0 و 035/0 می­باشد. با به کارگیری این روابط در سیستم آبیاری قطره­ای سطحی، می­توان عملکرد این سیستم‌ها را به میزان قابل توجهی بهبود بخشید.</strong>