ارزیابی مدل DRAINMOD با استفاده از مدل فیزیکی در شبیه‌سازی عملکرد زهکشی زیرزمینی میان‌فصل و پایان‌فصل اراضی شالیزاری

Abstract

پیچیدگی فرآیند زهکشی در اراضی شالیزاری در کنار زمان‌بر بودن آزمایش‌های مزرعه‌ای، استفاده از مدل‌های شبیه‌ساز برای ارزیابی سامانه­های زهکشی را اجتناب‌ناپذیر می‌کند. این پژوهش با هدف ارزیابی مدل DRAINMOD و تأثیر مدیریت زهکشی اراضی شالیزاری بر شوری و حجم زه آب خروجی انجام شد. بنابراین مدل فیزیکی زهکشی زیرزمینی اراضی شالیزاری به صورت مخزنی مکعبی به طول سه متر، عرض 6/0 و ارتفاع یک متر ساخته و لوله زهکش موج‌دار در عمق 70 سانتی‌متر نصب شد. مخزن با تراکم و لایه‌بندی متداول خاک اراضی شالیزاری استان گیلان (لوم‌ سیلتی) پر شد و پس از کشت برنج، در طول آزمایش از محلول ‌خاک در عمق‌های 40، 50 و 70 سانتی‌متری نمونه‌برداری انجام و غلظت کل املاح (TDS) اندازه‌گیری شد. به منظور ارزیابی دقت مدل DRAINMOD در شبیه‌سازی فرآیند زهکشی زیرزمینی و بررسی تأثیرپذیری انتقال املاح از زهکشی میان‌فصل و پایان‌فصل، پارامترهای انتقال املاح شامل ضریب انتشارپذیری، ضریب اعوجاج، ضریب پخشیدگی مولکولی، حد ترسیب نمک و هدایت هیدرولیکی خاک از طریق حداقل‌سازی اختلاف میان مقادیر غلظت املاح عصاره خاک مشاهداتی و حجم زه‌آب با مقادیر تخمینی آن‌ها به ترتیب با استفاده از بخش شوری و هیدرولوژی مدل و روش حل بهینه‌سازی الگوریتم ژنتیک به دست آمد. نتایج نشان داد که مدل توانست شرایط قبل و بعد از زهکشی میان‌فصل را با کارکرد بسیار خوب (nRMSE کمتر از 20 درصد) و زهکشی میان‌فصل و پایان‌فصل را با کارکرد عالی (nRMSE کمتر از 10 درصد) شبیه‌سازی کند. غلظت کل املاح و حجم زه‌آب خروجی به ترتیب به طور متوسط با ریشه میانگین مجذور خطای 27/63 میلی‌گرم بر لیتر و 0145/0 سانتی‌متر مکعب شبیه‌سازی شد. مقایسه مقادیر شبیه‌سازی و مشاهداتی نشان از دقت بیش‌تر مدل در شبیه‌سازی شرایط غیرغرقاب نسبت به شرایط غرقاب داشت. نتایج کالیبراسیون و اعتبارسنجی مدل نشان داد DRAINMOD، می‌تواند مدلی قابل­قبول در شبیه‌سازی عملکرد زهکشی زیرزمینی در شرایط اراضی شالیزاری باشد.