طراحی آبیاری نواری انتهابسته با مدل شبیه‌سازی WinSRFR و تکنیک بهینه‌سازی مجموعه ذرات (PSO)

Abstract

تخمین پارامترهای معادله نفوذ و ضریب زبری مانینگ از فرایندهای ضروری طراحی بهینه و ارزیابی سامانه‌های آبیاری سطحی به شمار می‌رود. تحقیق حاضر به منظور واسنجی این ضرایب برای یک سامانه آبیاری نواری انتهابسته با چهار سری اطلاعات میدانی انجام گرفت. در این راستا هیدرولیک جریان آب توسط نرم افزار WinSRFR و به روش حل اینرسی صفر، شبیه‌سازی و با الگوریتم بهینه-سازی مجموعه ذرات برای اجرای محاسبات تکراری ترکیب شد. تابع هدف بخش بهینه‌سازی به صورت کمینه‌سازی اختلاف بین زمان‌های پیشروی و پسروی محاسباتی و اندازه‌گیری‌شده و متغیرهای تصمیم مسأله شامل چهار ضریب معادله نفوذ کوستیاکف اصلاح شده و ضریب زبری مانینگ در نظر گرفته شد. آنالیز حساسیت مدل توسعه یافته نشان داد در فاز پسروی ضریب b از معادله نفوذ و در فاز پیشروی ضریب زبری مانینگ می‌تواند بیشترین خطا را در پیش‌بینی نتایج داشته باشد. نتایج نشان داد که بر اساس پارامترهای بهینه شده در مدل، مجذور میانگین مربعات خطا برای پیش‌بینی زمان‌های پیشروی و پسروی در چهار آبیاری بین 77/3 تا 86/12 دقیقه و ضریب جرم مانده بین 099/0- تا 003/0 به دست آمد. مطابق نتایج، با بهینه‌سازی مدل WinSRFR، امکان دست‌یابی به بازده کاربرد و یکنواختی به ترتیب 86 و 84 درصد (با حفظ کفایت آبیاری 100 درصد) براساس متغیرهای جریان (دبی ورودی و زمان قطع جریان) وجود دارد.