پديد آورنده :
آقائي، محسن
عنوان :
تعيين ضرايب نفوذ و ضريب زبري بهينه با استفاده از شبيه سازي فازپيشروي در آبياري نواري با مدل موج ديناميكي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
آبياري زهكشي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
هفت، ص63. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محمد شايان نژاد
توصيفگر ها :
آبياري نواري , تخمين پارامترهاي نفوذ , بهينه‌سازي , فاز پيشروي
استاد داور :
شمس اله ايوبي، الهام فاضل
تاريخ ورود اطلاعات :
1400/05/10
رشته تحصيلي :
مهندسي كشاورزي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1400/05/16
چكيده فارسي :
آبياري سطحي يكي روش‌هاي متداول آبياري مي‌باشد. از مزاياي عمده اين روش نسبت به روش آبياري تحت‌فشار مي‌توان پايين بودن هزينه سرمايه‌گذاري اوليه و هزينه تأمين انرژي را نام برد. براي طراحي دقيق و مناسب آبياري سطحي تعيين ضرايب نفوذ آب در خاك امري ضروري مي‌باشد. يكي از معادلات استفاده‌شده در اين زمينه معادله كوستياكف مي‌باشد كه به دليل سادگي مورداستفاده محققان قرارگرفته است. به همين جهت تعيين ضرايب اين معادله از اهداف اين تحقيق است. يك روش معمول جهت تعيين ضرايب نفوذ استفاده از استوانه مضاعف است كه در يك نقطه انجام مي‌گيرد و در آن حركت آب در سطح خاك كه در حين آبياري صورت مي‌گيرد در نظر گرفته نمي‌شود. حال‌آنكه بايستي روش تعيين ضرايب نفوذ منطبق بر روش آبياري باشد. در اين مطالعه ضرايب نفوذ معادله كوستياكف و همچنين ضريب زبري مانينگ در آبياري نواري بر اساس مقايسه منحني پيشروي واقعي با منحني پيشروي محاسبه‌شده با حل عددي معادلات سنت- ونانت (مدل كامل هيدروديناميك) تعيين‌شده است. حل عددي و بهينه‌سازي تابع هدف با كد نويسي در نرم‌افزار متلب انجام شد. تابع هدف عبارت است از جذر ميانگين مجذور اختلاف بين داده‌هاي پيشروي محاسبه‌اي و مشاهده‌اي و متغيرهاي تصميم‌گيري ضرايب نفوذ معادله كوستياكف و ضريب زبري مانينگ بودند. پس از تعيين ضرايب در 15 نوار كشت‌شده، حجم نفوذ با قرار دادن فرصت نفوذ در معادله نفوذ محاسبه و جهت تأييد روش با حجم نفوذ واقعي مقايسه شد. حجم نفوذ واقعي از تفاضل حجم ورودي و حجم خروجي به دست آمد. خطاي روش مذكور در محاسبه حجم نفوذ 95/10 درصد بود. اين در حالي است كه خطا درروش استونه مضاعف 88/41 درصد تعيين شد. همچنين ازنظر نزديكي حجم نفوذ محاسباتي به حجم واقعي روش پيشنهادي با ضريب همبستگي 95/0 عملكرد بهتري نسبت به روش استوانه مضاعف با ضريب همبستگي 82/0 را داشت. درنهايت به تحليل حساسيت زمان پيشروي شبيه‌سازي‌شده نسبت به ضرايب نفوذ معادله كوستياكف، ضريب زبري مانينگ، طول و شيب نوار و دبي ورودي انجام شد. زمان پيشروي شبيه‌سازي نسبت به طول نوار بيشترين حساسيت را دارا بود.
چكيده انگليسي :
Surface irrigation is one of the common irrigation methods. The main advantages of this method compared to the pressurized irrigation method are the low cost of initial investment and the cost of energy supply. For accurate and proper design of surface irrigation, it is necessary to determine the soil infiltration coefficients . One of the infiltration equations is Kostiakov equation which has been used by researchers due to its simplicity. Therefore, determining the coefficients of this equation is one of the objectives of this research. A common method for determining infiltration coefficients is to use a double ring that is done at one point and does not take into account the movement of water on the soil surface that occurs during irrigation. However, the method of determining the infiltration coefficients should be consistent with the irrigation method. In this research the coefficients of the Kostiakov equation as well as the Manning roughness coefficient in border irrigation have been determined based on the comparison of the real advance curve with calculated advance curve by numerical solution of the Saint-Venant equations (complete hydrodynamic model). Numerical solution and optimization of the objective function were performed by coding in MATLAB software. The objective function is the root mean squared error of calculated advance data and the decision variables aree Kostiakov equation coefficients and the Manning roughness coefficient. After determining the coefficients in the 15 cultivated border , the infiltration volume was calculated by including the infiltration opportunity in the infiltration equation and compared with the actual infiltration volume to confirm the method. The actual infiltration volume was obtained from the difference between the input volume and the tailwater volume. The error of the suggested method in calculating the infiltration volume was 10.95% but the error of the double ring method was determined to be 41.88%. Also, in terms of the proximity of the computational infiltration volume to the actual volume, the proposed method with a correlation coefficient of 0.95 had a better performance than the double ring method with a correlation coefficient of 0.82 . Finally, the sensitivity analysis of the simulated advance time to the infiltration coefficients of the Kostiakov equation, Manning roughness coefficientborder length and slope and input flow was performed. The length of the border was the most sensitive parameter to the advance time.
استاد راهنما :
محمد شايان نژاد
استاد داور :
شمس اله ايوبي، الهام فاضل
