بررسی ابعاد زهکش روباز در اراضی تجهیز، نوسازی و یکپارچه‌سازی شده شالیزاری

برای کنترل سطح ایستابی هنگام برداشت محصول برنج و کشت گیاه دوم در اراضی شالیزاری، احداث سامانه‌های زهکشی اجتناب‌ناپذیر است. یافتن بهترین گزینه طراحی زهکش از دیدگاه مسائل محیطی و اقتصادی اهمیت بسیاری دارد. پژوهش حاضر با هدف بررسی عملکرد زهکش روباز در کنترل سطح ایستابی در کشت گیاه برنج و گیاه دوم در اراضی شالیزاری انجام شد. در این راستا، عملکرد زهکش‌های روباز شامل بار آبی و شدت تخلیه آب به زهکش در دوره رشد گیاهان برنج و کشت دوم با استفاده از مدل hydrus-2d شبیه‌سازی شد. برای واسنجی و اعتبارسنجی مدل hydrus-2d، اطلاعات مورد نیاز از 130 هکتار از اراضی شالیزاری روستاهای نوده، جیرسر و نوپاشان در شهرستان صومعه‌سرا، در سال 1398 برداشت شد. پارامترهای بافت خاک، جرم مخصوص ظاهری و حقیقی، تخلخل و سرعت نفوذ اندازه‌گیری شدند. همچنین بار آبی به‌صورت ماهانه در منطقه اندازه‌گیری شد. پس از اعتبارسنجی مدل hydrus-2d، گزینه‌های مختلف طراحی زهکش روباز شامل عمق و عرض کف در مدل اجرا و نتایج آن مورد مقایسه قرار گرفت. بررسی نتایج شبیه‌سازی نشان داد که مدل hydrus-2d دقت مناسبی در شبیه‌سازی روند تغییرات بار آبی دارد. شاخص‌های ارزیابی مدل شامل r2، rmse، nrmse و mae در مرحله واسنجی به ترتیب 0/98، 4/39 سانتی‌متر، 1/6% و 3/55 سانتی‌متر و در مرحله اعتبارسنجی به ترتیب 0/98، 4/33 سانتی‌متر،1/67% و 3/37 سانتی‌متر به‌دست آمد. نتایج شبیه‌سازی نشان داد که زهکش روباز با عمق و عرض کف 200 و 170 سانتی‌متر در طول دوره کشت برنج و کشت دوم به ترتیب با میزان تخلیه زه‌آب برابر 726440 و 169960 سانتی‌متر مکعب بر واحد طول زهکش و ضریب عکس‌العمل به ترتیب 0/293 و 0/583 در روز، دارای بالاترین عملکرد در کنترل سطح ایستابی بود. مقادیر ضرایب عکس‌العمل نشان داد که زهکش روباز پتانسیل خوبی برای دستیابی به اهداف زهکشی شامل توسعه برداشت مکانیزه برنج و همچنین توسعه کشت دوم در منطقه نداشت.

investigation of the dimensions of open drains in paddy fields of land consolidation project

construction of drainage systems is inevitable in paddy fields to control the level of waterlogging during rice harvest and cultivation of the second crop. finding the best design option of drainage is very important from the point of view of environmental and economic issues. this study was conducted with the aim of investigating the performance of open drains including pressure head and depletion flux in controlling the water level in the cultivation of rice plants and the second plant in paddy fields. in this regard, the performance of open drains during rice and the second crop growth period was simulated using hydrus-2d model. to calibrate and validate hydrus-2d model, the required information was collected from 130 hectares of paddy fields in nodeh, jirsar and nupashan villages in soumesara region, in 2019. soil texture, bulk and specific density, porosity and infiltration rate were measured. also, pressure head of water was measured monthly in the region by piezometers. after validation, different open drain design options (bottom width and depth of drain) were run in hydrus-2d and its results were compared. the simulation results showed that the hydrus-2d had a reasonable accuracy in simulating the changes in water pressure head. the statistical indexes including r2, rmse, nrmse and mae in the calibration stage were 0.98, 4.39 cm, 1.6%, and 3.55 cm, respectively, and 0.98, 4.33 cm, 1.67%, and 3.37 cm in the validation stage, respectively. the results showed that the open drain with a depth and bottom width of, respectively, 200 and 170 cm had the best performance for controlling water table during rice and the second crop cultivation, with a discharge rate of 726440 and 169960 cm3 per unit of drain length, and the reaction coefficient of 0.293 and 0.583 per day, respectively.