بررسي كارايي و تحليل حساسيت شبيه هاي مختلف نرم افزار SIRMOD در طراحي آبياري جويچه اي

Performance Evaluation and Sensitivity Analysis of Various Models of SIRMOD Software in Furrow Irrigation Design

درصد زيادي از زمين هاي كشاورزي در ايران به صورت جويچه اي آبياري مي شوند كه تحقيق درباره‌ي كاربرد روش مزبور نياز به توجه بيش تري دارد. از طرفي، كسب اطلاعات لازم براي پيش بيني و محاسبه‌ي منحني هاي پيشروي و پسروي آب در جويچه‌ها، مستلزم اندازه گيري هاي دقيق در داخل مزرعه مي باشد، كه اين كار باعث صرف هزينه و وقت زيادي مي گردد. مهمترين هدف اين پژوهش ارزيابي نتايج حاصل از شبيه سازي شبيه‌ هاي آب‌پويايي، لختي صفر، و موج تحركي با كاربرد اطلاعات مزرعه اي با نرم افزارSIRMOD مي باشد. هم چنين، اين نرم افزار به وسيله‌ي سه فراسنج ورودي شامل بده، ضريب زبري مانينگ و شيب زمين نيز مورد تحليل حساسيت قرار مي‌گيرد. آزمايش هاي صحرايي در مزرعه‌ي پژوهش هاي دانشكده‌ي مهندسي علوم آب دانشگاه شهيد چمران اهواز انجام پذيرفت. داده ها از سه جويچه با بافت متوسط رسي به طول هاي 60، 80 و90 متر، در سه تكرار و تحت سه بده‌ي 1، 25/1و 5/1 ليتر بر ثانيه برداشت شدند. براي خطايابي از چهار شاخص آماري توزيع نسبت به خط 45 درجه (a)، متوسط خطاي پيش بيني شبيه‌ (Er)، ضريب وايازي (R2)، و متوسط خطاي نسبي شبيه‌ (Ea) استفاده شد. نتايج تحليل حساسيت نشان دادند كه نرم افزار SIRMOD به تغييرات فراسنج هاي ورودي مذكور حساس است. هم چنين، مقادير پيش بيني شده در مرحله‌ي پيشروي براي همه تيمارها و تمامي شبيه‌ ها بيش تر از مقادير مشاهده شده بود. بطور كلي، مقاديرa و R2 بيانگر مناسب بودن شبيه‌هاي آب‌پويايي، و لختي صفر براي پيش بيني فرايند پيشروي جريان در مقايسه با شبيه‌ موج تحركي بودند. با مقايسه‌ي شاخص هاي آماري مشاهده مي شود كه شبيه هاي لختي صفر و آب‌پويايي در اين جا نيز مانند مرحله‌ي پيشروي، مرحله‌ي پسروي را نسبت به شبيه‌ موج تحركي بهتر شبيه سازي مي كنند.

As furrow irrigation is practiced on a large percentage of farm fields in Iran, the design and operation of this system calls for improvement. As collecting the necessary data to predict of advance and recession curves in a furrow requires field accurate measurements. These operations are costly and time consuming and the use of approved models is advantageous. The main objective of this study was evaluating the hydrodynamic, zero inertia, and kinematic wave models prediction by field observation using the SIRMOD software. Sensitivity analysis for this software was performed by employing three input parameters: discharge, Manningʹs roughness coefficient and furrow slope. Field experiment performed at the Research Farm of Faculty of Water Sciences Engineering, the Shahid Chamran University of Ahvaz. Data were collected from three furrows, 60, 80 and 90 meters long, with three replications and three discharges of 1.0, 1.25 and 1.5 liters.sec-1. Four indices: 45 degree line (a), model average prediction error (Er), regression coefficient (R2) and average relative error of model (Ea) were used to evaluate the model’s predictions. The results of sensitivity analysis indicated that the SIRMOD software was sensitive to variations of input parameters. The predicted values of advance phase for all models were more than the observed values, but, generally, the amounts of (a) and R2 indicated that the hydrodynamic and zero inertia models had better performance in prediction of advance phase compared with the kinematic wave model. Moreover, the hydrodynamic and zero inertia models, as in the advance phase, predicted the regression phase better compared with the kinematic wave model.