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

Abstract

شبیه‌سازی الگوی توزیع رطوبت در ناحیه توسعه ریشه و تعیین دقیق آن در طراحی می‌تواند به‌عنوان یکی از عوامل مدیریت بهره‌برداری و کارایی عملکرد در سامانه‌های آبیاری قطره‌ای سطحی محسوب گردد. در این تحقیق، آزمایش‌ها در یک مدل فیزیکی ساخته‌شده از جنس پلکسی‌گلاس شفاف با ابعادm 0/5×1/22×3و روی سه نوع بافت خاک (متوسط، سنگین و سبک) انجام شدند. دبی‌ خروجی قطره‌چکان‌ها بازمان آبیاری 6 ساعت و با مقادیر2/4 ,4 و 6 لیتر بر ساعت اعمال گردید. سپس به کمک قضیه π باکینگهام و استفاده از آنالیز ابعادی روابطی به‌منظور تخمین رطوبت خاک در سامانه‌های آبیاری قطره‌ای سطحی ارائه شد. روابط تابعی از رطوبت اولیه خاک، فاصله شعاعی نقاط موردنظر، حجم آب کاربردی در زمان آبیاری، هدایت هیدرولیکی خاک و دبی قطره‌چکان بود. نتایج مقایسه بین مقادیر اندازه‌گیری‌شده و شبیه‌سازی‌شده نشان دادند که رابطه‌های ارائه‌شده با دقت بالایی رطوبت پروفیل خاک را پیش‌بینی می‌کنند. همچنین متوسط مقادیر شاخص میانگین ریشه دوم خطا (RMSE) برای خاک رسی و برای دبی‌های مورداستفاده به ترتیب مقادیر 0/039، 0/08و 0/036 برآورد گردید. این مقادیر برای خاک لومی به ترتیب مقادیر 0/15، 0/044 و 0/091 و برای خاک شنی به ترتیب مقادیر 0/018، 0/019 و 0/02 می‌باشند. با به‌کارگیری این روابط در سیستم آبیاری قطره‌ای سطحی، می‌توان توزیع رطوبت را شبیه‌سازی کرده و متناسب با آن مدیریت بهینه اعمال نمود.