اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات284
تعداد نشریات سازمان82
تعداد شماره‌ها3,036
تعداد مقالات33,984
تعداد مشاهده مقاله45,765,287
تعداد دریافت فایل اصل مقاله77,188,789
سلطانی, مسعود, رحیمی خوب, علی, ستوده نیا, عباس, اکرم, مجتبی. (1396). کاربرد نرم‏افزار HYDRUS_2D برای شبیه‏سازی سامانه زهکشی خشک. سامانه مدیریت نشریات علمی, 31(4), 595-607. doi: 10.22092/jwra.2018.115720
مسعود سلطانی; علی رحیمی خوب; عباس ستوده نیا; مجتبی اکرم. "کاربرد نرم‏افزار HYDRUS_2D برای شبیه‏سازی سامانه زهکشی خشک". سامانه مدیریت نشریات علمی, 31, 4, 1396, 595-607. doi: 10.22092/jwra.2018.115720
سلطانی, مسعود, رحیمی خوب, علی, ستوده نیا, عباس, اکرم, مجتبی. (1396). 'کاربرد نرم‏افزار HYDRUS_2D برای شبیه‏سازی سامانه زهکشی خشک', سامانه مدیریت نشریات علمی, 31(4), pp. 595-607. doi: 10.22092/jwra.2018.115720
سلطانی, مسعود, رحیمی خوب, علی, ستوده نیا, عباس, اکرم, مجتبی. کاربرد نرم‏افزار HYDRUS_2D برای شبیه‏سازی سامانه زهکشی خشک. سامانه مدیریت نشریات علمی, 1396; 31(4): 595-607. doi: 10.22092/jwra.2018.115720

کاربرد نرم‏افزار HYDRUS_2D برای شبیه‏سازی سامانه زهکشی خشک

پژوهش آب در کشاورزی
مقاله 9، دوره 31، شماره 4، دی 1396، صفحه 595-607    اصل مقاله (2.25 M)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/jwra.2018.115720
نویسندگان
مسعود سلطانی1؛ علی رحیمی خوب* 2؛ عباس ستوده نیا3؛ مجتبی اکرم4
1دانشجوی دکتری مهندسی آبیاری و زهکشی، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران.
2استاد گروه مهندسی آبیاری و زهکشی پردیس ابوریحان دانشگاه تهران
3دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی(ره).
4کارشناس زهکشی، گروه کار زهکشی و محیط‌زیست، کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران.
چکیده
 
اراضی تحت آبیاری مناطق خشک و نیمه‌خشک با خطر شور شدن خاک مواجه هستند. پایداری کشاورزی در این شرایط در گرو خروج نمک اضافی از ناحیه ریشه گیاه است. اگرچه سامانه‏های زهکشی مصنوعی می‏توانند با خروج آب و املاح اضافی، شرایط مناسب رشد گیاه را فراهم کنند، ولی اجرا و بهره‏برداری این سامانه‏ها با چالش‏هایی ازجمله هزینه بالای احداث، مسائل زیست‏محیطی، حجم بالا و کیفیت پایین زه آب خروجی، همراه است. برای رویارویی با این مشکلات، می‏توان از روش‏های جایگزین و یا ترکیب آن‏ها با روش‏های مرسوم کمک گرفت. در این پژوهش، در سال 1394، زهکشی خشک به‌عنوان یک روش جایگزین با هزینه کمتر و تا اندازه‌ای سازگار با محیط‌زیست، در پردیس ابوریحان دانشگاه تهران موردبررسی قرار گرفت و از مدل HYDRUS_2Dبرای شبیه‏سازی و تعیین پارامترهای هیدرولیکی و انتقال شوری استفاده شد. تیمارها شامل دو نسبت عرض کاشت به نکاشت (1(کاشت):1(نکاشت) و 1:2) و دو شوری آب آبیاری (5/1 و 3 دسی زیمنس بر متر) در چهار لایسیمتر با ابعاد 1×1×1 متر اجرا شد. در این آزمایش از چمن اسپرت در قسمت کاشت استفاده شد. بافت خاک لومی، سطح ایستابی در 90 سانتی‏متری از سطح و تعداد روزهای آبیاری 70 روز بود. نتایج نشان داد در تمام تیمارها، جهت حرکت شوری از ناحیه آبیاری به ناحیه تبخیر بود و شوری نهایی خاک در قسمت نکاشت بیشتر از قسمت کاشت بود. افزایش عرض کاشت به نکاشت از 1:1 به 1:2، اگرچه توانست شوری را از ناحیه آبیاری به ناحیه تبخیر منتقل کند، ولی نتوانست شوری ناحیه ریشه را تثبیت کند. به‏طوری‏که شوری نهایی ناحیه ریشه در تیمارهای با عرض کاشت به نکاشت برابر، از شش دسی زیمنس بر متر (7/1 تا 7/2 برابر شوری اولیه) فراتر نرفت، در‏حالی‏که در دو تیمار دیگر این مقدار به بیش از 14 دسی زیمنس بر متر (9/4 تا 7/7 برابر شوری اولیه) رسید. نتایج خروجی مدل و شاخص‏های آماری نشان داد مدل HYDRUS_2Dتوانست حرکت آب و انتقال شوری را برای زهکشی خشک در شرایط آزمایش لایسیمتری با دقت معقولی برآورد کند. مقدار خطای استاندارد و ریشه میانگین مربعات خطا در برآورد رطوبت خاک به ترتیب بین هفت تا 11 درصد و 021/0 تا 057/0 سانتی‏مترمکعب بر سانتی‏مترمکعب بود و این مقدار برای برآورد شوری به ترتیب بین 24 تا 29 درصد و 01/2 تا 73/2 دسی زیمنس بر متر بود. با توجه به شاخص‏های آماری، مدل HYDRUS_2D رطوبت خاک را بهتر از مقادیر شوری شبیه‏ سازی کرد.
کلیدواژه‌ها
تبخیر؛ جریان مویینگی؛ حرکت آب در خاک؛ شوری خاک؛ نسبت عرض کاشت به نکاشت
عنوان مقاله [English]
Evaluation of HYDRUS_2D Software in Simulating Dry Drainage
نویسندگان [English]
Masoud Soltani1؛ Ali Rahimikhoob2؛ abbas sotoodeh nia3؛ mojtaba akram4
1PhD candidate, Irrigation and Drainage Eng.Dept., University of Tehran, College of Aburaihan, Tehran, Iran.
2- Professor, Department of Irrigation and Drainage Eng., College of Aburaihan, University of Tehran
3Associate Prof., Water Eng. Dept., Imam Khomeini International University. Qazvin, Iran.
4Freelance drainage expert, IRNCID, DE-WG, Tehran, Iran.
چکیده [English]
There is threat of salinizing for irrigated area in arid and semi-arid areas. Agriculture sustainability under this condition is dependent on removal of excess salt from the root zone. Although conventional drainage systems could provide suitable condition for root zone growth by removing excess water and salt, these systems face some challenges such as high initial capital, environmental problems, high volume and low quality of drained water at outlet. Alternative systems or their combination with conventional ones may be good solution for these problems. In this study, dry drainage (DD) was conducted as environmental and economical alternative technique. This research was carried out to evaluate DD and calibrate HYDRUS-2D model, in July, 2015, at Aburaihan Faculty, University of Tehran. Necessary data was collected from lysimeters in research field of irrigation and drainage Eng. Department to calibrate the model and investigate DD. Treatments were carried out in four lysimeters with dimension of 1×1×1 m and included two ratios of cultivated to uncultivated width strip (1(cultivated):1(uncultivated); and 2:1) and two levels of irrigation water salinity (1.5 and 3 dS m-1). Shallow water table was at 90 cm and study was continued for 70 days. Results showed that salt moving direction was from the irrigated to the bare evaporation strips at all treatments, and final soil salinity of uncultivated was much more than the cultivated area. Also, increasing cultivated to uncultivated width (from 1:1 to 2:1) could transport soil salinity from the irrigated to evaporation strip, but it couldn’t stabilize salinity of the root zone. Final salinity of root zone in treatments with ratio of 1:1 was not more than 6 dS m-1 (1.7 to 2.7 times of initial soil salinity).Thus, for the other two treatments, the final salinity was more than 14 dS/m (4.9 to 7.7 times the initial soil salinity). Results of modeling and statistical indexes showed that HYDRUS­_2D could simulate water flow and salinity transport well in lysimetric DD. SE and NRMSE for simulated soil moisture were between 7% to 11 percent and 0.021 to 0.057 cm3 cm-3,respectively, and these values for simulated soil salinity were between 24% to 29 percent and 2.01 to 2.73 dS m-1, respectively. Based on statistical indicators, HYDRUS_2D simulated soil moisture better than soil salinity.
کلیدواژه‌ها [English]
Capillary flux, evaporation, Ratio of cultivated to uncultivated width, Soil salinity, Water movement in soil
سایر فایل های مرتبط با مقاله
مراجع
  1. آذری، ا. 1383. زهکشی از طریق جریان موئینه‏ای و تبخیر (روش کشاورزی نواری). سومین کارگاه فنی زهکشی و محیط‏زیست. ایران، تهران. ص 58-49.
  2. اکرم، س. 1385. تحلیل حساسیت سامانه‏های زهکشی‏زیستی به شوری با کمک مدل ریاضی SAHYSMOD. چهارمین کارگاه فنی زهکشی و محیط زیست، ایران، تهران. ص 92-73.
  3. دوستی، ا. ستوده‏نیا، ع. لیاقت، ع.م. و پ، دانش‏کار آراسته. 1393. شبیه‏سازی زهکش خشک به‏منظور تعیین نسبت عرض نکاشت به کاشت در کشت نواری. مجله تحقیقات آب وخاک ایران. دوره 45، شماره 1. ص 54-47.
  4. عابدی، م.ج. نی‏ریزی، س. ابراهیمی بیرنگ، ن، ماهرانی، م. خالدی، ه. مهردادی، ن و ع.م. چراغی. 1381. استفاده از آب شور در کشاورزی پایدار. انتشارات کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران، تهران. 237 ص.
    1. Abbasi, F., Feyen, J., and Van Genuchten, M.T. 2004. Two-dimensional simulation of water flow and solute transport below furrows: model calibration and validation. Journal of Hydrology, 290(1):63-79.
    2. Akram, S., Kashkouli, H, A, and Pazira, E. 2008. Sensitive variables controlling salinity and water table in a bio-drainage system. Irrigation and Drainage Systems, 22(3-4):271–285.
    3. Brooks, R.H., and Corey, A.T. 1964. Corey, Hydraulic properties of porous media, Hydrol. Paper No. 3, Colorado State Univ., Fort Collins, CO.
    4. Durner, W. 1994. Hydraulic conductivity estimation for soils with heterogeneous pore structure, Water Resour. Res., 32(9):211-223.
    5. Ebrahimian, H., Liaghat, A., Parsinejad, M., Abbasi, F., and Navabian, M. 2012. Comparison of one-and two-dimensional models to simulate alternate and conventional furrow fertigation. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 138(10): 929-938.
    6. Ebrahimian, H., Liaghat, A., Parsinejad, M., Playán, E., Abbasi, F., and Navabian, M. 2013. Simulation of 1D surface and 2D subsurface water flow and nitrate transport in alternate and conventional furrow fertigation. Irrigation Science, 31(3):301-316.
    7. Kandelous, M. M., and Šimůnek, J. 2010. Numerical simulations of water movement in a subsurface drip irrigation system under field and laboratory conditions using HYDRUS-2D. Agricultural Water Management, 97(7):1070-1076.
    8. Khouri, N. 1998. Potential of dry drainage for controlling soil salinity. Canadian Journal of Civil Engineering, 25(2): 195-205, 10.1139/l97-076.
    9. Konukcu, F., Gowing, J. W., and Rose, D. A. 2006. Dry drainage: A sustainable solution to waterlogging and salinity problems in irrigation areas? Agricultural water management, 83(1):1-12.
    10. Kosugi K. 1996. Lognormal distribution model for unsaturated soil hydraulic properties, Water Resources Research, 32(9):2697-2703.
    11. Monjezi, M. S., Ebrahimian, H., Liaghat, A., and Moradi, M.A. 2013. Soil-wetting front in surface and subsurface drip irrigation. Proceedings of the Institution of Civil Engineers, 166(5): 272-284.
    12. Mualem, Y. 1976. A new model for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated porous media, Water Resour. Res., 12(3):513-522.
    13. Phogat, V., Skewes, M.A., Cox, J.W., Alam, J., Grigson, G., and Šimůnek, J. 2013. Evaluation of water movement and nitrate dynamics in a lysimeter planted with an orange tree. Agricultural Water Management, 127:74-84.
    14. Šimůnek, J., van Genuchten, M. T., and Šejna, M. 2007. Modeling subsurface water flow and solute transport with HYDRUS and related numerical software packages. In Numerical Modelling of Hydrodynamics for Water Resources, An International Workshop, Centro Politecnico Superior, University of Zaragoza Spain, pp. 95-114.
    15. Skaggs, R.W. and Van Schilfgaarde, J.. 1999. Agricultural drainage. American Society of Agronomy.
    16. Van Genuchten, M. Th., 1980. A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils. Soil Sci. Soc. Am. J., 44: 892-898.
    17. Vogel, T., and Císlerová M. 1988. On the reliability of unsaturated hydraulic conductivity calculated from the moisture retention curve. Transport in Porous Media, 3(1):1-15.
    18. Wu, J., Zhao, L., Huang, J., Yang, J., Vincent, B., Bouarfa, S., and Vidal, A. 2009. On the effectiveness of dry drainage in soil salinity control. Science in China Series E. Technological Sciences, 52(11):3328-3334.
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 723
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 825


counter
سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب