پديد آورنده :
متين زاده، محمد مهدي
عنوان :
توسعه يك مدل براي شبيه سازي پويايي نيتروژن در زمين هاي كشاورزي تحت پوشش سيستم هاي زهكشي با استفاده از رويكرد پويايي سيستم
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده كشاورزي
صفحه شمار :
سيزده، [164]ص.: مصور، جدول، عكس(رنگي)، نمودار
يادداشت :
ص. ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
جهانگير عابدي كوپايي
استاد مشاور :
محمد شايان نژاد، عدنان صادقي لاري، حامد نوذري
توصيفگر ها :
معادلات رايج زهكشي , معادلات جديد زهكشي , تلفات نيتروژن , مدل سازي مديريت آب و كود , مدل سازي عمق و فاصله زهكش
استاد داور :
سعيد اسلاميان، محمدرضا مصدقي، اميد بزرگ حداد
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/11/11
كد ايرانداك :
ID987 دكتري
چكيده فارسي :
چكيده در سامانه زهكش زيرزميني پتانسيل براي آبشويي نيترات و در نتيجه آلودگي منابع آبهاي سطحي و زيرزميني بسيار زياد است در اين پژوهش مدلي جامع براي شبيهسازي چرخه آب و پويايي نيتروژن شامل تمام فرآيندهاي مهم تغيير و تبديالت نيتروژن انحالل كود نيتراتزايي نيتراتزدايي تصعيد آمونيوم معدني شدن عدم تحرك و همه مهمترين فرآيندهاي انتقال نيتروژن شامل برداشت نيتروژن توسط گياه جذب ذرات خاك جريان روبه باال تلفات رواناب سطحي و تلفات ناشي از زهكشي در مقياس مزرعهاي با استفاده از روش پويايي سيستم توسعه داده شد براي ارزيابي مدل از دادههاي جمعآوري شده از كشت و صنعت نيشكر امام خميني ره مجهز به سامانه زهكش زيرزميني استفاده گرديد نتايج نشان داد همخواني خوبي بين متغيرهاي مشاهدهشده و شبيهسازي وجود دارد و غلظت نيترات و آمونيوم خروجي از لوله زهكش در زمينهاي با سامانه زهكشي تابعي از هيدروليك جريان به سمت زهكش است براي مديريت كود در اين كشت و صنعت نه سناريوي كوددهي در سطوح مختلف كود اوره شامل يك سناريوي 411kg ha دو سناريوي تقسيط 911 kg ha دو سناريوي تقسيط 951 kg ha دو سناريوي تقسيط 911 kg ha يك سناريوي 581 kg ha و يك سناريو 551 kg ha مدلسازي گرديد نتايج نشان داد كه سناريوي kg ha 155 داراي بيشترين كارايي مصرف نيتروژن به مقدار 9 51 درصد و كمترين تلفات نيتروژن شامل نيتراتزدائي تصعيد آمونيوم و تلفات زهكشي به ترتيب برابر 58 15 65 1 و 31 53 كيلوگرم در هكتار بود عالوه بر آن نتايج نشان داد كه افزايش مصرف كود اوره از مقدار 551kg ha باعث افزايش مجموع تلفات نيتروژن و كاهش راندمان مصرف نيتروژن ميشود از طرف ديگر پنج سناريوي مختلف مدلسازي شامل چهار سناريوي مديريت آب آبياري به ميزان 1 15 15 و 15 درصد كاهش در مقدار آب آبياري نسبت به وضعيت موجود آبياري در اين كشت و صنعت و يك سناريوي مديريت توأم آب و كود 15 درصد كاهش مقدار آب آبياري و 551 kg ha كود اوره I4F اجرا گرديد نتايج مدلسازي نشان داد كه سناريو I4F باعث كاهش شدت زهكشي تجمعي تلفات تجمعي نيترات و آمونيوم زهآب مجموع تلفات تجمعي نيترات و آمونيوم زهآب و تلفات تجمعي نيتراتزدايي به ميزان به ترتيب برابر با 59 11 51 11 و 18 درصد ميگردد كه عالوه بر آنكه باعث صرفهجويي در آب و كود مصرفي ميشود باعث كاهش مؤثر در آلودگي محيط زيست ميگردد بنابراين سناريوي I4F آبياري به مقدار 6165 ميليمتر براي شش ماه و 155 كيلوگرم بر هكتار كود اوره براي نيشكر در كشت و صنعت نيشكر امام خميني توصيه ميشود همچنين بيست و چهار سناريوي مدلسازي طراحي سامانه زهكش زيرزميني شامل تركيب چهار عمق زهكش 5 5 4 5 1 5 و 5 متر و شش فاصله زهكش 11 16 11 18 13 و 115 متر براي مقايسه تأثير تركيب عمق و فاصله زهكش بر ميزان برداشت نيتروژن توسط گياه نيتراتزدايي معدني شدن خالص تلفات آمونيوم از طريق رواناب تلفات نيترات و آمونيوم از طريق زهكشي مجموع آب اضافي شاخص روز تنش و عملكرد نسبي محصول اجرا گرديد با توجه به معيارهاي زيست محيطي و نتايج اين پژوهش براي كاهش تلفات كودي در حد امكان ميبايست فاصله زهكشها افزايش و عمق زهكش كاهش داده شود بنابراين در اين منطقه تراكم بهينه سيستم زهكشي بطوريكه مجموع تلفات زهكشي نيترات و آمونيوم را به كمتر از 51kg ha كاهش دهد و عملكرد نسبي محصول را به مقدار 13 درصد حفظ كند عمق و فاصله 5 5 متر و 18 متر پيشنهاد ميشود واژههاي كليدي معادالت رايج زهكشي معادالت جديد زهكشي تلفات نيتروژن مدلسازي مديريت آب و كود مدل سازي عمق و فاصله زهكش
چكيده انگليسي :
186 Development of an Innovative Integrated Model for the Simulation of Nitrogen Dynamics in Farmlands with Drainage Systems using the System Dynamics Approach Mohammad Mehdi Matinzadeh mohammadmatinzadeh@yahoo com September 29 2016 Department of Water Engineering College of Agriculture Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran1st Supervisor Dr Jahangir Abedi Koupai koupai@cc iut ac ir1st Advisor Dr Mohammad Shayannejad shayannejad@cc iut ac ir2nd Advisor Dr Hamed Nozari hanozari@yahoo com3rd Advisor Dr Adnan Sadeghi Lari adnansadeghi@yahoo comCollage Graduate Coordinator Dr Mehran ShirvaniAbstractIn the subsurface drainage system there is a high potential for nitrate leaching causing the pollution ofboth surface and ground water In this research a simple but comprehensive process based model wasdeveloped for simulating the water flow and nitrogen dynamics Processes considered in this modelincluded all the important processes involved in nitrogen transformations as well as nitrogen transport Nitrogen transformation processes comprised fertilizer dissolution nitrification denitrification ammoniumvolatilization mineralization and immobilization The nitrogen transport processes included nitrogenuptake by the plant soil adsorption upward flux surface runoff losses and drain losses in the fields withthe drainage network For model evaluation the measured data obtained from Imam agro industrialCompany in Khuzestan Iran were used Computed RMSE of the simulated water table the drainagedischarge rate nitrate and ammonium concentration in drainage water were determined to be14 58cm 1 82mm day 1 73mg L and 0 48mg L respectively The results indicated a good agreementbetween the observed and simulated data This model could be therefore used for fertilizer management thereby reducing the concentration of nitrate and ammonium in the drainage water and helping to preventthe environmental pollution Key words Nitrogen simulation model subsurface drainage system System dynamicsapproach Drainage water quality modeling 1 IntroductionDue to the high potential of nitrogen in reducing the quality of groundwater and thecomplexity of the flow process as well as leaching nitrogen in the soil profile the fate ofnitrogen in the soil water plant system is of great importance Using modeling we canpredict the rate of the nitrate leached transferring it into the groundwater and managing Professor Department of Water Engineering College of Agriculture Isfahan University of Technology Isfahan Iran Tel 98 31 33913433 Associate Professor Department of Water Engineering College of Agriculture Isfahan University ofTechnology Isfahan Iran Tel 98 31 33913456 Assistant Professor Department of Agriculture College of Agriculture and Natural Resources University of Hormozgan Bandar Abbas Tel 98 917 7124100 Assistant Professor Department of Irrigation and Drainage Engineering College of Agriculture Bu Ali Sina University Hamedan Iran Tel 98 937 0937736
استاد راهنما :
جهانگير عابدي كوپايي
استاد مشاور :
محمد شايان نژاد، عدنان صادقي لاري، حامد نوذري
استاد داور :
سعيد اسلاميان، محمدرضا مصدقي، اميد بزرگ حداد
