شبيه سازي منحني پيشروي در آبياري جويچه اي با جريان هاي ورودي پيوسته و كات- بك

Simulation of Advance Curve in Furrow Irrigation with Continuous and Cutback Inflows

آبياري جويچه اي يكي از روش هاي رايج آبياري سطحي است كه رفتار هيدروليكي آن تحت تاثير هيدروگراف جريان ورودي است. تخمين دقيق فاز پيشروي جريان، در طراحي، مديريت و ارزيابي اين نوع از سيستم هاي‌ آبياري سطحي اهميت فراوان دارد. لذا در اين تحقيق فاز پيشروي در شش حالت مختلف هيدروگراف جريان هاي ورودي پيوسته و كاهشي (كات-بك) به جويچه با استفاده از مدل هاي رياضي آبياري سطحي شبيه سازي شد. آزمايش هاي صحرايي در مزارع پرديس ابوريحان واقع در جنوب شرق استان تهران انجام شد. داده هاي جمع آوري شده در مزرعه شامل هيدروگراف جريان ورودي و خروجي، پيشروي، پسروي، سطح مقطع هندسي شيار، شيب مزرعه و عمق آب نفوذ يافته در طول شيارها مي باشد. نتايج تحقيق نشان داد كه كمترين مقدار جذر ميانگين مربعات خطا (بطور ميانگين 32/6) و بيشترين مقدار ضريب كارآيي مدل (بطور ميانگين 95/0)، مربوط به هيدروگراف جريان كاهشي است كه بعد از گذشت 60 درصد از زمان قطع جريان، دبي به 75/0 دبي اوليه كاهش داده شده و بيشترين مقدار جذر ميانگين مربعات خطا (بطور ميانگين 30/12) و كمترين مقدار ضريب كارآيي مدل (بطور ميانگين 83/0)، مربوط به هيدروگراف جريان پيوسته اي بود كه با كاهش دبي در حد 25/0 كل دبي تعريف شده بود. همچنين نتايج نشان داد كه مدل هاي هيدروديناميك، اينرسي صفر و موج جنبشي براي شرايط مشابه اين تحقيق در قسمت جريان هاي كاهشي، براي كاهش جريان در هر طول يا در هر زماني قابل كاربرد نيست. و انتخاب مدل رياضي در جهت شبيه سازي پيشروي جريان آب در جويچه وابسته به مقدار جريان ورودي و زمان قطع جريان آب است.

Furrow irrigation is one of the common surface irrigation methods whose hydraulic behavior is under the influence of the inflow hydrograph. Accurate prediction of the advance phase is very important for design, management, and evaluation of this kind of surface irrigation system. In this study, the advance phase was simulated for six different hydrograph conditions of continuous and cutback inflows to furrow by using surface irrigation mathematical models. Field experiments were performed in Aboureihan campus, located in the southeast of Tehran province. The field data collected included inflow and outflow hydrographs, advance and recession data, cross sectional area and geometry of furrow, field slope, and infiltrated water depth along the furrows. The results showed that the least value of root mean square error(RMSE) (with an average of 6.32) and the highest value of the model efficiency factor (average 0.95) were related to the cutback hydrograph whose flow was reduced to 0.75 of the initial inflow after 60% of the cutoff time. The highest value of the RMSE (with an average of 12.30) and the least value of the model efficiency factor (with an average of 0.83) belonged to the continuous hydrograph whose discharge was reduced to 0.25 of the total discharge and irrigation continued for the entire time of irrigation. The results also showed that in cutback inflows section, the hydrodynamic, zero-inertia, and kinematic wave models were not applicable for reduction of flow in any lengths or any times. The selection of mathematical model for simulation of the advance of flow in the furrow depends on the amount of inflow and cut off time.