مطالعه و ارزیابی روش‌های توسعه‌یافته تخمین پارامترهای نفوذ در آبیاری جویچه‌ای معمولی و یک در میان ثابت

Abstract

پارامترهای معادلات نفوذ، در ارزیابی و طراحی سیستم­های آبیاری نقش اساسی دارند و به­منظور افزایش بازده آبیاری ضروری است که با دقت فراوان تخمین­زده شوند. در این مطالعه، روش­های دو نقطه­ای الیوت و واکر³، دو نقطه­ای ابراهیمیان و همکاران، یک نقطه­ای شپارد⁴ و همکاران، بهینه‌سازی چند­سطحی و پیشروی بنامی و افن⁵ با داده­های اندازه­گیری شده ارزیابی و مقایسه شدند، و دقت هر یک از آن­ها در برآورد حجم نفوذ آب به خاک و تخمین مرحله پیشروی در آبیاری جویچه­ای معمولی و یک در میان ثابت در یک خاک رسی تعیین شد. بدین منظور، جویچه­هایی به طول 70 متر، عرض 75/0 متر، شیب تقریبی 0075/0 متر بر متر و شدت جریان ورودی برای آبیاری اول 9/0 و آبیاری­های دوم و سوم 1/1 لیتر بر ثانیه، ایجاد گردید. نفوذ آب در جویچه­ها با استفاده از روش ورودی - خروجی در مزرعه اندازه­گیری شد. نتایج نشان داد که، براساس تخمین پارامترهای نفوذ، در برآورد میزان آب نفوذ یافته به خاک، روش­های بهینه­سازی چند­سطحی و دو نقطه­ای الیوت و واکر در آبیاری جویچه­ای معمولی به­ترتیب با 9/14 و 87/17 درصد و در آبیاری جویچه­ای یک در میان ثابت به­ترتیب با 1/12 و 92/25 درصد دارای کم­ترین خطای نسبی می­باشند. و روش یک نقطه­ای شپارد در برآورد میزان آب نفوذ یافته به خاک، در آبیاری جویچه­ای معمولی و یک در میان ثابت به­ترتیب با 53/40 و 37/33 درصد بیش­ترین خطای نسبی را دارد. روش بهینه­سازی چند­سطحی کم­ترین RMSE را در برآورد حجم کل آب نفوذ یافته در آبیاری جویچه­ای معمولی و یک در میان ثابت داشت. در پیش­بینی مرحله پیشروی با استفاده از روش­های مختلف در آبیاری جویچه­ای و یک در میان ثابت روش­های یک نقطه­ای شپارد و دو نقطه­ای الیوت و واکر به­ترتیب آبیاری با 71/18 و 91/28 درصد و 51/17 و 4/34 درصد دارای کم­ترین خطای استاندارد بوده­اند. مقایسه نتایج روش بهینه­سازی چندسطحی با روش دونقطه­ای الیوت و واکر نشان داد که درصد اختلاف این دو روش در برآورد حجم نفوذ آب به خاک در آبیاری جویچه­ای معمولی کم و حدود 3 درصد می­باشد. به همین جهت می­توان روش بهینه­سازی چند­سطحی را برای برآورد دقیق­تر حجم نفوذ آب در جویچه­ها در شرایط خاک مشابه استفاده کرد.