مدل‌سازی دو بعدی و بررسی تأثیر شیب بر توزیع رطوبت اطراف قطره‌چکان سطحی با روش احجام محدود

Abstract

شبیه­سازی عددی یک روش سریع و کم­هزینه برای مطالعه و مدیریت بهینه کاربرد آب در مزرعه است. بدین منظور مدل­­های عددی مختلفی برای تعیین توزیع رطوبت در خاک ارایه شده­ است که اساس کار آن­ها حل عددی معادله عمومی جریان آب در خاک می­باشد. در این تحقیق معادله حاکم بر جریان آب در خاک اطراف قطره­چکان (معادله ریچاردز برای خاک اشباع- غیر­­اشباع) به روش عددی احجام محدود و تکنیک کرنک نیکلسون منفصل سازی شد. دستگاه معادلات حاکم به روش تکراری ژاکوبی حل شد. واسنجی مدل با استفاده از داده­های اندازه­گیری رطوبت اطراف لوله جدار­ نازک آبیاری قطره­ای مدفون شده در عمق 6 سانتی­متری در یک خاک شنی- لومی و هم­چنین مقایسه با نتایج مدل HYDRUS-2Dکه هر دو توسط (Skaggs et al, 2004)انجام شده است صورت گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد با در نظر گرفتن شرایط مرزی مناسب اطراف قطره­چکان دقت مدل احجام محدود این تحقیق با مدل المان­های محدود HYDRUS-2D کاملاً برابری می­کند و توزیع رطوبت اندازه­گیری شده در مزرعه را با خطای کم­تر از هفت درصد برآورد می­کند. در ادامه با مدل حاضر توزیع رطوبت اطراف قطره­چکان بر روی سطح خاک شیب­دار در شرایط آبیاری و پس از قطع جریان آب بررسی شد.