شبیه‌سازی عددی توزیع رطوبت در خاک‌های مختلف تحت تاثیر مالچ و آب زیرزمینی شور و کم‌عمق

این پژوهش با هدف بررسی تاثیر مالچ کاه و کلش بر روی توزیع رطوبت در نیمرخ خاک و شبیه سازی جریان آب در خاک تحت تاثیر آب زیر زمینی و شور، با استفاده از نرم افزار hydrus-1d انجام شد. بدین منظور، آزمایش لایسی متری در دو خاک با بافت های شنی و لوم با سه سطح مختلف شوری آب زیرزمینی شامل 5، 10 و 15 دسی زیمنس بر متر، با و بدون پوشش مالچ و در سه تکرار، در بازه زمانی 3 ماهه انجام شد. مقدار رطوبت به وسیله دستگاه tdr در عمق های 5، 10، 20، 30 و 50 سانتی متر اندازه گیری و همچنین مقدار تبخیر با استفاده از سیستم بطری ماریوت، به‌صورت روزانه محاسبه گردید. نتایج نشان داد که پوشش مالچ، به ترتیب منجر به نگهداشت 15 و 20 درصدی رطوبت در لایه سطحی و کاهش تبخیر 27 و 8 درصدی به ترتیب در خاک لوم و شنی شد. در این مطالعه، بین داده های رطوبت اندازه گیری و شبیه‌سازی‌شده با نرم‌افزار hydrus-1d، همبستگی 0.97-0.89 برای خاک لوم و همبستگی 0.96-0.90 برای خاک شنی به دست آمد. علاوه بر این، مدل hydrus1d، مقدار رطوبت را با میانگین جذر مربعات خطا (rmse) cm3 cm3 0.0489-0.0121 و cm3 cm3 0.0521-0.0129 به ترتیب برای خاک لوم و خاک شنی  شبیه سازی نمود. مقایسه نتایج شبیه سازی با اندازه گیری های به‌دست‌آمده نشان داد که رطوبت شبیه‌سازی‌شده در لایه های نزدیک به سطح ایستابی، در همه تیمار ها  بیش از مقدار اندازه گیری برآورد شده است.

Numerical simulation of moisture distribution in different soils affected by mulch and shallow saline groundwater

The aim of this study was to investigate the effect of straw mulch on water content distribution in a soil profile and simulating water flow in soil under shallow saline groundwater using HYDRUS1D. Lysimetric experiments were conducted in two soil textures (sand and loam) at three water table salinity levels of 5, 10 and 15 dS m1 mulch and no mulch with three replications in a threemonth interval. Soil moisture content was continuously monitored in the depths of 5, 10, 20, 30 and 50 cm. Evaporation was also measured using Marriott bottle technique on a daily basis. The results showed that mulch cover retained soil moisture by 16 % and 20 %, and reduced evaporation by 27 % and 8% in surface layer of loamy and sandy soil, respectively. Our findings highlighted a strong correlation between measured and simulated soil moisture data using HYDRUS1D with R2 ranging from 0.89 to 0.97 and 0.90 to 0.96 in sand and loamy soils, respectively. The numerical model estimated soil moisture with RMSE of 0.0121 0.0489 cm3 cm3 for loamy and 0.01290.0521 cm3 cm3 for sand. The simulation results revealed that HYDRUS1D overestimates moisture content of layers close to water table.