توصيفگر ها :
شبيه سازي نفوذ , معادله نفوذ كوستياكف - لوئيس , مدل هيدروديناميك , نرم افزار هايدروس دو بعدي , معادله ريچاردز
چكيده فارسي :
در حال حاضر آبياري سطحي رايج ترين شيوه آبياري در كشور مي باشد ولي به دليل راندمان پايين آن، تلفات آب در اين نوع سيستم چشمگير است. برايناساس مديريت صحيح مصرف آب، طراحي مناسب و در نتيجه افزايش راندمان آبياري سطحي از اهميت بسزايي برخوردار مي باشد. براي طراحي مناسب آبياري سطحي، اطلاع از خصوصيات نفوذ آب در خاك امري اجتنابناپذير است. در اين مطالعه به بهينه سازي ضريب زبري مانينگ و ضرايب معادله نفوذ كوستياكف - لوئيس به كمك شبيهسازي فاز پيشروي با استفاده از حل عددي معادلات سنت - ونانت و مقايسه آن با نتايج واقعي پرداخته شد. همچنين شبيه سازي نفوذ و پيش بيني ضرايب معادله نفوذ كوستياكف - لوئيس با استفاده از مدل هيدروديناميك كامل، معادله ريچاردز، نرم افزارهاي هايدروس يك بعدي و دوبعدي و تركيب مدل هيدروديناميك با ساير روشهاي ذكر شده انجام گرفت. بهمنظور ارزيابي دقت روش هاي فوق، از دو سري داده مزرعه اي آبياري جويچه اي استفاده شد كه سري اول مربوط به دانشگاه صنعتي اصفهان و سري دوم مربوط به دانشگاه تبريز بود. معيار دقت روشها، مقايسه بين حجم نفوذ محاسباتي با هر روش و حجم نفوذ واقعي بود. نتايج نشان داد تلفيق مدل هيدروديناميك با نرم افزار HYDRUS-1D و حل عددي معادله ريچاردز باعث افزايش خطاي حجم نفوذ گرديده است ولي در مورد نرم افزار HYDRUS-2D، اين تلفيق، كاهش خطا را به دنبال داشته بهطوريكه بهترين روش در برآورد ضرايب معادله نفوذ كوستياكف – لوئيس، روش هيدروديناميك - هايدروس دوبعدي با NRMSE برابر 13/2 درصد و بدترين روش، روش هيدروديناميك - ريچاردز با NRMSE برابر با 31/4 درصد بوده است. همچنين نتايج بيانگر بالاتر بودن دقت نرم افزار هايدروس دوبعدي با NRMSE برابر 13/8 درصد نسبت به مدل هيدوديناميك با NRMSE برابر 29/7 درصد در برآورد ضرايب معادله نفوذ بوده است. نتايج حاصل از آزمون t در سطح 5 درصد نيز نشان داد كه خطاي حجم نفوذ برآورد شده با استفاده از روش هاي هيدروديناميك - هايدروس دوبعدي در مقايسه با هيدروديناميك – ريچاردز (365/2-=(16)t)، هايدروس دوبعدي در مقايسه با ريچاردز(26/2-=(16)t)، هيدروديناميك – هايدروس دوبعدي در مقايسه با ريچاردز (25/2-=(16)t) و هايدروس دوبعدي در مقايسه با هيدروديناميك – ريچاردز (371/2-=(16)t) به طور معني داري كمتر بوده است ولي بين خطاي حجم نفوذ برآورد شده با ديگر روش ها اختلاف معني داري وجود نداشت.
چكيده انگليسي :
Currently, surface irrigation is the most common method of irrigation in the country, but due to its low efficiency, water losses in this type of system are significant. Therefore, proper management of water consumption, proper design, and increasing the efficiency of surface irrigation is very important. For proper surface irrigation design, knowledge of soil water infiltration's characteristics is necessary. In this study, Manning’s roughness coefficient and coefficients of the Kostiakov-Lewis' infiltration equation were optimized by simulating the advance phase using a numerical solution of the Saint-Vanant's equations and comparing it with the real results. Also, infiltration simulation and prediction of the Kostyakov-Lewis' infiltration equation coefficients were performed using the complete hydrodynamics model, the Richards’ equation, the HYDRUS-1D,2D software, and combining the hydrodynamics model with the other methods mentioned. To evaluate the accuracy of the methods, two series of field data for furrow irrigation were used, the first series was related to the Isfahan University of Technology and the second series was related to the Tabriz University. The accuracy criteria of the methods was a comparison between the computational infiltration volume with each method and the actual infiltration volume. The results showed that the combination of the hydrodynamics model with the HYDRUS-1D software and the numerical solution of the Richards’ equation increased the infiltration volume error, but for the HYDRUS-2D software, this combination reduced the error so that the best method for predicting the Kostiakov-Lewis' infiltration equation coefficients was the method of Hydro-HYDRUS-2D with NRMSE equal to 13.2%, and the method of Hydro- Richards with NRMSE equal to 31.4% had the most error. The results also showed higher accuracy of the HYDRUS-2D software with NRMSE equal to 13.8% compared to the hydrodynamics model with NRMSE equal to 29.7% in estimating the infiltration equation's coefficients. The results of the t-test at the of level 5% also showed that the infiltration's volume error estimated using the methods of Hydro-HYDRUS2D in comparison with Hydro-Richards (t(16)=-2.365), HYDRUS-2D in comparison with Richards (t(16)=-2.260), Hydro-HYDRUS2D in comparison with Richards (t(16)=-2.250) and HYDRUS-2D in comparison with Hydro-Richards (t(16)=-2.371) was significantly less but there was no significant difference between the estimated infiltration's volume error with other methods.