ارزیابی مدل‌های HYDRUS-2D و SEEP/W در برآورد پیاز ‌رطوبتی آبیاری قطره‌ای ثقلی سطحی‌ و زیرسطحی

نوع مقاله : مقالات پژوهشی

نویسندگان

• محمد قربانیان
• محمدصادق منجزی
• حامد ابراهیمیان
• عبدالمجید لیاقت

پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران-کرج

10.22067/jsw.v0i0.24263

چکیده

مدل‌های عددی و تحلیلی زیادی برای برآورد توزیع رطوبت در خاک به منظور افزایش بازدهی مصرف آب در سامانه آبیاری قطره ای توسعه یافته است. حل دقیق معادله معروف حرکت آب در خاک (معادله ریچاردز) که در بسیاری از این مدل‌ها استفاده گردیده منجر به برآورد دقیق‌‌تر پیاز رطوبتی می‌شود. هدف این تحقیق ارزیابی روش‌های تفاضلات و اجزای محدود در حل عددی معادله ریچادرز در حرکت آب در اطراف قطره چکان از طریق مقایسه مدل‌های عددی HYDRUS-2D و SEEP/W می‌باشد. آزمایشات برای جمع‌آوری داده‌های مورد نیاز برای بررسی پیشروی‌ جبهه رطوبت درون یک جعبه پلکسی گلاس پر شده از خاک سیلتی لوم در آزمایشگاه مرکزی تحقیقات آب دانشگاه تهران انجام شد. پیشروی‌ جبهه رطوبت در زمان‌های مختلف روی صفحه شفاف پلکسی گلاس ترسیم شد. ابعاد جبهه رطوبتی در اطراف قطره‌چکان را برای دو دبی 5/4 و 3/6 لیتر بر ساعت و دو فشار پایین 5/1 و 2/2 متر )به ترتیب معادل دبی 5/4 و 3/6 لیتر برساعت( اندازه‌گیری شد. مقایسه‌ی مدل‌های شبیه‌سازی HYDRUS-2D و SEEP/W نشان داد که مدل HYDRUS-2D (روش حل تفاضلات محدود) با متوسط ضریب تبیین بالاتر (به ترتیب 89 و 69 درصد) و میانگین ریشه مربعات خطا کمتر (به ترتیب 69/1 و 02/4 سانتی‌متر) در شبیه‌سازی ابعاد خیس‌شدگی خاک در آبیاری قطره‌ای سطحی و زیرسطحی دارای عملکرد بهتری بود.

کلیدواژه‌ها

• جبهه رطوبتی
• دبی
• قطره چکان
• مدل‌های شبیه‌‌سازی

20.1001.1.20084757.1393.28.1.16.2

---

عنوان مقاله [English]

Evaluation of HYDRUS-2D and SEEP/W Models to Estimate Wetting Front for Surface and Subsurface Gravity Drip Irrigation

نویسنده [English]

• Mohammad Ghorbanian

چکیده [English]

Many numerical and analytical models have been developed for estimation of soil water distribution in order to increase water use efficiency in drip irrigation. Accurate solution of well-known soil water equation, Richard’s equation, in these models cause more accurate estimation of soil wetting front. The purpose of this study was to evaluate finite difference and finite element methods to numerical solution of Richard’s equation for simulating soil water flow around dripper via comparing HYDRUS-2D and SEEP/W numerical models. Experiments were carried out to collect required data to investigate the advance of moisture front inside a Plexiglas box filled with a silt loam soil in central laboratory of water researches in University of Tehran. Wetting front advance at different time intervals were plotted on the transparent Plexiglas box walls. The wetting front around the emitters, for pressures 1.5 and 2.2 meters (equivalent to 4.5 and 6.3 liters per hour, respectively), were measured. Comparison of two simulation models, HYDRUS-2DandSEEP/W, showed that HYDRUS-2D model (finite difference solution method) with higher determination coefficient and lower root mean square error coefficient had better performance to simulate wetted area dimensions for both surface and subsurface drip irrigation.

کلیدواژه‌ها [English]

• Emitter
• discharge
• Simulation models
• Wetting front