توصيفگر ها :
ضريب يكنواختي , ارزيابي آبياري نواري , معادلات سنت-ونانت , مرحله پيشروي
چكيده فارسي :
آبياري سطحي يكي از قديميترين روشهاي آبياري است اما به دليل راندمان پايين آن، هدر رفت آب در اين روش قابل ملاحظه است. بر اين اساس هر چه طراحي آبياري دقيقتر و مديريت آب صحيحتر انجام شود، راندمان آبياري سطحي نيز افزايش خواهد يافت. به منظور طراحي مناسب آبياري سطحي، تعيين يكنواختي سيستم آبياري امري ضروري است. از آنجايي كه براي محاسبه ضريب يكنواختي در مزرعه، اندازهگيري پارامترهاي مورد نياز در مزرعه دشوار، زمانبر و در برخي موارد غيرممكن است، بنابراين در اين تحقيق به ارائه يك مدل رياضي براي محاسبه ضريب يكنواختي در آبياري نواري پرداخته شده است. در اين مدل، ضريب يكنواختي به عنوان تابعي از طول، عرض، دبي ورودي، شيب، ضريب زبري، ضرايب معادله نفوذ و همچنين مدت آبياري توسعه داده شد كه با تركيب آنها پارامترهاي بيبعد تعريف شده است. براي تهيه اين مدل، شبيهسازي مرحله پيشروي با استفاده از حل عددي معادلات سنت-ونانت (مدل هيدروديناميك)، در نرمافزار متلب انجام شد سپس يك مدل غيرخطي روي پارامترهاي بيبعد برازش داده شد. به منظور تاييد مدل رياضي از دادههاي مزرعهاي در مدل ارزيابي آبياري نواري استفاده شد كه ميزان خطاي ضريب يكنواختي با RMSE برابر %99/3 به دست آمد. براساس مدل رياضي ارائه شده، ميتوان آبياري نواري را با حداكثر يكنواختي طراحي نمود. علاوه بر مدل رياضي، يك مدل هوش مصنوعي توسعه داده شد. از الگوريتم تقويتكننده گراديان با ميزان خطاي RMSE برابر %29/1 در ارزيابي آبياري نواري با ميزان خطاي RMSE برابر %95/1 در طراحي آبياري نواري استفاده شد. نهايتا با ارائه نمودارهاي تاثير هر يك از پارامترهاي مختلف بر ضريب يكنواختي نتيجهگيري شد كه ضريب يكنواختي بيشترين حساسيت را نسبت به طول، دبي ورودي و مدت آبياري نشان ميدهد.
چكيده انگليسي :
Surface irrigation is one of the oldest irrigation methods, but due to its low efficiency, water losses in this method is considerable. Accordingly, the more accurate the irrigation design and the more correct the water management, the greater the efficiency of surface irrigation. In order to properly design surface irrigation, it is essential to determine the uniformity of the irrigation system. Since it is difficult, time-consuming, and in some cases impossible to measure the required parameters in the field to calculate the uniformity coefficient, this study presents a mathematical model for calculating the uniformity coefficient in border irrigation. In this model, the uniformity coefficient was developed as a function of length, width, inlet flow rate, slope, roughness coefficient, infiltration equation coefficients, and irrigation duration, and by combining them, dimensionless parameters were defined. To prepare this model, the simulation of the advance stage was performed using the numerical solution of the Saint-Venant equations (hydrodynamic model) in MATLAB software, then a nonlinear model was fitted to the dimensionless parameters. In order to verify the mathematical model, field data was used in the border irrigation evaluation model, which resulted in a uniformity coefficient error of 3.99% RMSE. Based on the presented mathematical model, border irrigation can be designed with maximum uniformity. In addition to the mathematical model, an artificial intelligence model was developed. The gradient boosting algorithm with an RMSE error of 1.29% was used in the border irrigation evaluation and an RMSE error of 1.95% in the border irrigation design. Finally, by presenting graphs of the effect of each of the different parameters on the uniformity coefficient, it was concluded that the uniformity coefficient shows the greatest sensitivity to length, inlet flow rate, and irrigation duration.