بهبود كارآيي مدل HYDRUS-2D در اثر اعمال تغييرات زماني پارامترهاي هيدروليكي خاك

Improving Model Efficiency of HYDRUS-2D by Considering Temporal Variability in Soil Hydraulic Properties

در دهه‌هاي اخير به ‌دليل كمبود منابع آب، استفاده از آبياري قطره‌اي رواج يافته است. با توجه به اين‌كه طراحي و نصب سيستم آبياري زمان‌بر و هزينه‌بردار است، طراحي بايد به‌گونه‌اي باشد تا سيستم بتواند آبِ مورد نياز گياه را تامين كند. امروزه مدل‌هايي وجود دارند كه مي‌توانند رطوبت خاك را بر اساس شرايط مختلف شبيه‌سازي كنند. در اين تحقيق عملكرد مدل HYDRUS-2D با اعمال تغييرات زماني پارامترهاي هيدروليكي خاك مورد بررسي قرار گرفت. منطقه‌اي در جنوب فرانسه، تحت كشت ذرت و تحت آبياري با نوارهاي قطره‌اي در نظر گرفته شد، و رطوبت خاك توسط يك نوترون‌متر در هر 10 سانتي‌متر از خاك و تا عمق 150 سانتي‌متري اندازه‌گيري گرديد و با رطوبت‌هاي شبيه‌سازي شده با مدل، توسط آماره‌هاي ريشه‌ي ميانگين مربعات خطا (RMSE) و ضريب كارايي مدل (EF) مقايسه شد. با در نظر گرفتن پارامترهاي هيدروليكي خاك، مقادير RMSE از (cm3/cm3)061/0 به (cm3/cm3)022/0 كاهش و ضريب كارايي مدل از 8% به 88% افزايش يافت. معني‌دار بودن اين اختلافات با نرم‌افزار SPSS سنجيده شد. نتايج نشان داد كه تغييرات پارامترهاي هيدروليكي خاك در اولين آبياري بسيار محسوس بود. اين تحقيق نشان داد كه مدل HYDRUS-2D در شبيه‌سازي رطوبت اعماق مختلف خاك، عملكرد خوبي دارد. پيشنهاد مي‌شود قبل از طراحي سيستم يا اجراي مديريت آبياري، كارايي سيستم با اين مدل سنجيده شود و بهترين طرح و راهبري سيستم انتخاب گردد.

In recent decades, using drip irrigation has been developed because of water resources deficiency. As irrigation system design and its installation is expensive and time consuming, so its designing should be in a way which the system can supply plant water requirement. Nowadays, there are models that can simulate the soil moisture, according to different conditions. In this study, the performance of HYDRUS-2D has been assessed, by considering temporal variability of soil hydraulic properties. In a field under corn crop and irrigated with tape in south of France, soil moisture at every 10 cm depth until 150 cm of soil measured by a neutron probe was compared to simulated moistures by model according to two statistic indices, i.e. Root Mean Square Error (RMSE) and efficiency factor (EF). By considering soil hydraulic properties variation, RMSE values reduced from 0.061 to 0.022 cm3/cm3 and efficiency factor of model increased from 8% to 88%. Significant effect of these differences has been evaluated by using SPSS software and the result showed that the variation of soil hydraulic parameters in first irrigation was considerable and HYDRUS-2D model has a good performance in simulating the soil moisture at different depths. It is suggested that before installing system or implement of irrigation management, the system performance was evaluated by this model, and the best system management and design would be chosen.