برآورد بيلان حجمي آب و الگوي رطوبتي آبياري قطره‌اي زيرسطحي در محيط متخلخل

Estimation of Water Mass Balance and Soil Wetting Pattern for Subsurface Drip Irrigation in the Porous Media

سيستم‌­هاي آبياري قطره ­اي زير­سطحي، بيشترين تحويل آب و مواد غذايي به منطقه ريشه را در مقايسه با سيستم‌­هاي آبياري ديگر (كرتي و جويچه‌­اي) دارا هستند. اهداف اين پژوهش، ارزيابي پيشروي جبهه رطوبتي شبيه‌سازي ‌شده آبياري قطره ­اي زير­سطحي توسط مدل HYDRUS 2D با داده‌­هاي اندازه‌گيري شده در مزرعه­ است. در اين پژوهش، آبياري قطره­ اي با روش T-Tape در مزرعه‌­اي با خاك لوم‌شني توسط دو قطره‌ چكان در زمان­ه‌اي مختلف انجام گرفت. براي تعيين ميزان رطوبت خاك از دستگاه رطوبت­‌سنج Wet استفاده شد. ارزيابي مقادير شبيه‌­سازي با مقادير اندازه­‌گيري شده رطوبت حجمي خاك با استفاده از ضريب تعيين و پارامتر­هاي خطاي نسبي و ريشه ميانگين مربعات خطاي نرمال شده انجام گرفت. بر اساس نتايج، ريشه ميانگين مربعات خطاي نرمال شده پيش­ بيني رطوبت حجمي خاك براي قطره‌چكان‌­هاي عمق 20 و 40 سانتي­‌متري به‌­ترتيب در محدوده 10 تا 19 و 10 تا 13 درصد محاسبه شد. همچنين متوسط خطاي نسبي براي قطره‌چكان­‌هاي عمق 20 و 40 سانتي­‌متري به‌­ترتيب در محدوده 16- تا 5- و 8 تا 11 درصد محاسبه شد. مقدار متوسط ضريب تعيين براي قطره‌چكان­ه‌اي عمق 20 و 40 سانتي‌­متري به‌­ترتيب، 0/87 و 0/98 به‌­دست آمد. همچنين پنج سناريو (F1، F2، T1، T2 و S1) براي بررسي مقدار عمق آب ذخيره ‌شده در پروفيل خاك و بيلان حجمي آب مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه مدل در پيش‌بيني رطوبت حجمي خاك، داراي دقت قابل ‌قبول است.

Subsurface drip irrigation systems, compared to other irrigation systems (basin and furrow), enhance the delivery of water and nutrients directly into the root zone. The purposes of this study were to determine wetting front advancement in a subsurface drip irrigation and to compare the results with the HYDRUS 2D model simulation. In this study, the irrigation using T-Tape was carried out on a sandy-loam soil by two emitters at different irrigation times. The Wet moisture meter device was used to determine the soil water content. Evaluation of the simulated and measured soil water content was performed by using the adjusted determination coefficient (R2), relative error (RE), and the normalized root mean square error (NRMSE). Based on the results, the NRMSE of soil water content prediction for the emitters at the depths of 20 and 40 cm was calculated to be in the range of 10 to 19 and 10 to 13 percent, respectively. Also, RE for the emitters at depths of 20 and 40 cm was in the range of -16 to -5 and 8 to 11 percent, respectively. The average R2 for the emitters at depths of 20 and 40 cm was calculated to be 0.87 and 0.98, respectively. Also, five scenarios (F1, F2, T1, T2 and S1) were evaluated to assess the amount of water stored in the soil profile and water mass balance. The results indicated that the model could be used to predict the soil water content subsurface drip irrigation.