مدل‌سازی زراعی- هیدرولوژیکی توزیعی و زیرروزانه یک سیستم زارعی کشت نیشکر با مدیریت ترکیبی زهکشی زیرزمینی آزاد/کنترل شده

شیوة زهکشی کنترل شده، راهکاری موثر برای بهبود مدیریت آب کشاورزی در اراضی فاریاب مناطق خشک و نیمه‌خشک و تخفیف آثار زیست‌محیطی زهکشی زیرزمینی است. در پژوهش حاضر، با افزودن قابلیت شبیه‌سازی زهکشی زیرزمینی کنترل شده به مدل زراعی- هیدرولوژیکی swap و تلفیق این مدل با گونة بهبود یافته‌ای از الگوریتم بهینه‌سازی رفتار جمعی اجزای یکپارچه (upso)، یک طرح مدل‌سازی زراعی-هیدورولوژیکی توزیعی با قابلیت واسنجی زیرروزانه و امکان شبیه‌سازی مدیریت ترکیبی زهکشی زیرزمینی آزاد/کنترل شده توسعه یافت. طرح مدل‌سازی توسعه یافته، در یکی از مزارع کشت و صنعت نیشکر امام خمینی (ره) با مدیریت زهکشی کنترل شده (کنترل سطح ایستابی در عمق 70 سانتی‌متر) و کشت اول نیشکر طی دورة شبیه‌سازی 1389/4/28 تا 1390/9/20 (به‌مدت 481 روز) مورد استفاده قرار گرفت. نتایج واسنجی و صحت‌یابی مدل توسعه یافته، حاکی از قابلیت تعمیم‌پذیری مناسب مدل در شبیه‌سازی رطوبت خاک، عمق سطح ایستابی و جریان زه‌آب خروجی (با آمارة ضریب بازدهی مدل، ef، به‌ترتیب، برابر با 0.875، 0.933 و 0.751 طی مرحلة واسنجی و آماره ef به‌ترتیب، برابر با 0.804، 0.760 و 0.739 طی مرحلة صحت‌یابی)، شبیه‌سازی نیم‌رخ غلظت املاح آب خاک و شوری زه‌آب خروجی از سیستم زهکش زیرزمینی با آماره ریشه میانگین خطای نرمال شده، nrmse، به‌ترتیب برابر با 0.101 و 0.142 در مرحله واسنجی و آماره nrmse به‌ترتیب، برابر با 0.092 و 0.119 طی مرحلة صحت‌یابی) و شبیه‌سازی شاخص سطح برگ، عملکرد نی و عملکرد ساکارز (با آمارة ef به‌ترتیب، برابر با 0.996، 0.996 و 0.999 در مرحلة واسنجی) بود. بر اساس اجزای بیلان نمک شبیه‌سازی شده طی دورة مطالعاتی، حدود 33.72 تن بر هکتار نمک از طریق آبیاری به‌ مزرعة مطالعاتی وارد و حدود 54.94 تن بر هکتار نمک از طریق سیستم‌های زهکشی سطحی و زیرزمینی به بدنه‌های آبی پذیرنده تخلیه شد.