كاربرد ماشين بردار پشتيبان در شبيه‌سازي الگوي رطوبتي تحت آبياري قطره‌اي

Applicability of Support Vector Machine in Simulating Wetting Pattern under Trickle Irrigation

براي طراحي مقرون به صرفه و كارآمد سيستم هاي آبياري قطره اي، اطلاع از گسترش عمودي و افقي جبهه رطوبتي تحت منبع نقطه اي ضروري است و مديريت صحيح سيستم هاي آبياري قطره اي، نياز به آگاهي از نحوه توزيع آب در خاك دارد. عوامل بسياري بر ابعاد الگوي رطوبتي تاثيرگذارند كه از جمله اين عوامل دبي، شيب زمين، زمان آبياري و بافت خاك است. هدف از اين تحقيق بررسي كاربرد ماشين بردار پشتيبان در شبيه سازي الگوي رطوبتي تحت آبياري قطره اي است. پس از آماده سازي يك مدل فيزيكي از جنس پلاكسي گلاس با ابعاد مشخص و پر شده با خاك لوم رسي سيلتي، به منظور مقايسه داده هاي آزمايشگاهي و مدل ماشين بردار پشتيبان (svm) در براورد ابعاد پياز رطوبتي در سامانه آبياري قطره اي در اراضي شيب دار، آزمايشاتي با قطره چكان داراي دبي هاي 2، 4، 6 و 8 ليتر در ساعت در مدت زمان آبياري دو ساعت و 24 ساعت توزيع مجدد با شيب هاي 0، 5، 15 و 25 درصد با سه تكرار در آزمايشگاه آبياري دانشگاه رازي انجام شد. در اين تحقيق از شاخص هاي آماري r2، rmse، mbe و mef استفاده شد. مقادير r2 براي پارامترهاي عمق خيس شده، عرض و مساحت خيس شده به ترتيب برابر 0.96، 0.96 و 0.92 به دست آمد. با توجه به مقدار mbe، مدل svm پارامتر عمق و عرض خيس شده سه درصد كمتر از مقدار واقعي تخمين زده و مساحت خيس شده را 2.04 درصد، كمتر از ميزان واقعي شبيه سازي كرده است، همچنين با توجه به مقادير mef و rmse، مدل svm پارامتر مساحت خيس شده را با خطاي بيشتري شبيه سازي كرده است. نتايج نشان داد كه مدل svm داراي قابليت بالايي در براورد پارامترهاي پياز رطوبتي است.

To design cost-effective and efficient drip irrigation systems, it is necessary to know the vertical and horizontal advance of the wetting front under the point source; also, the proper management of drip irrigation systems requires an awareness of the soil water distribution. Many factors influence wetting pattern dimensions, including discharge, land slope, irrigation time and soil texture. The purpose of this study was to investigate the applicability of the support vector machine in simulating the wetting pattern under trickle irrigation. After preparing a physical model made of Plexiglas with specific dimensions and filled with silty clay loam soils, experiments were conducted in the irrigation laboratory of Razi University, Iran, with emitters of 2, 4, 6 and 8 l/hour discharge during the irrigation intervals of 2 hours and 24 hours redistribution and 0,5,15 and 20% slope with three replications. In this study, the statistical indicators R2, RMSE, MBE and MEF were used. R2 values for the wet depth, width and area were 0.96, 0.96 and 0.92, respectively. Regarding the MBE value, the SVM model estimated the wet width and depth parameters to be 3% less than the actual value, and simulated the wet area 2.04% less than the real value. Also, according to the MEF and RMSE values, the SVM model simulated the wet area parameter with more error. Overall, the results showed that the SVM model had a high ability to estimate the wetting pattern parameters.