شبیه‌سازی اثر بلند مدت آبیاری نواری سطحی و زیرسطحی بر توزیع نمک با مدل hydrus-2d

بررسی‌های بلند مدت کاربرد سامانه ‏های آبیاری علاوه بر زمان‏بر بودن، هزینه ‏های زیادی را بر محقق تحمیل می‏کند، از این رو استفاده از مدل‏های عددی می‏تواند کمک موثری در چنین پژوهش‏هایی داشته باشد. در این تحقیق هدف اصلی شبیه‌سازی اثر بلند مدت استفاده از آبیاری نواری تیپ پلاک‌دار سطحی و زیرسطحی بر تجمع نمک در پروفیل خاک در مزرعه ذرت، با استفاده از مدل hydrus2d بود. ابتدا با استفاده از داده‌های رطوبت حجمی و هدایت الکتریکی اندازه‌گیری شده، نسبت به واسنجی و اعتبارسنجی مدل اقدام و سپس شبیه‏سازی بلند مدت سامانه آبیاری تیپ انجام شد. برای ارزیابی از شاخص‌های آماری جذر میانگین مربعات خطا (rmse) و جذر میانگین مربعات خطای نرمال شده (nrmse) استفاده شد. نتایج شبیه‌سازی ده ساله برای آبیاری سطحی نشان داد هدایت الکتریکی لایه‌های خاک به طور میانگین از مقدار یک به نه دسی‏زیمنس بر متر افزایش یافته است. همچنین، ec لایه‌های خاک برای سیستم زیرسطحی در مدت پنج سال به طور میانگین از 73/0 به 5/5 دسی‌زیمنس بر متر افزایش یافت. به دلیل فقدان آبشویی موثر در هر دو سیستم تجمع شوری در سطح خاک بیشتر بوده و با افزایش عمق، مقدار شوری خاک کاهش یافت. با توجه به نتایج بدست آمده برای هر دو روش آبیاری، آبشویی موثر خارج از فصل لازم بوده و پیشنهاد می‏گردد برای حفظ بیلان نمک در خاک و پایداری کشاورزی در منطقه، نمک‏های تجمع‏یافته در خاک از محیط ریشه خارج گردد.

Simulation of long-term effect of surface and subsurface strip irrigation on salt distribution with HYDRUS-2D

Longterm studies of the effects of the use of irrigation systems, in addition to being time consuming, impose high costs on the researcher. On the other hand, environmental and nonuniform changes in longterm data collection can affect the accuracy of the experiment. The use of numerical models and longterm experimental simulations based on calibrated parameters for a shortterm experiment can be an effective aid in such research. In this study, the main purpose was to simulate the longterm effect of surface and subsurface strip irrigation on salt accumulation in soil profiles using the HYDRUS2D model. Firstly, the model was calibrated using volumetric moisture data and measured electrical conductivity, Then, to ensure that the model provides logical results, the model was validated using data that were not used in the calibration step. The RMSE (Root Mean Square Error) and NRMSE (Normalized Root Mean Square Error) statistical indices were used to assess the validity of the model. The results of ten years of simulation for surface irrigation showed that the electrical conductivity of soil layers increased on average from 1 dS / m to 9 dS / m. Also, the EC of soil layers for the subsurface system has increased from 0.73 dS / m to 5.5 dS / m on average over five years. Due to the lack of effective leaching for both systems, accumulated salt is much more at soil surface and decreasing by depth. Based on the results, soil leaching at outseason time is necessary and salt removing from root zone is highly recommended to preserve salinity balance and sustainability in farming.