شبیه سازی جبهه رطوبتی در آبیاری قطره ای با استفاده ازحل عددی معادله ریچاردز در نرم افزار matlab

مدل‌های عددی و تحلیلی زیادی برای برآور د توزیع رطوبت در خاک به‌منظور افزایش بازدهی مصرف آب در سامانه آبیاری قطره‌ای توسعه‌یافته است. حل دقیق معادله معروف حرکت آب در خاک) معادله ریچاردز (که در بسیاری از این مدل‌ها استفاده گردیده منجر به برآورد دقیق‌تر پیاز رطوبتی می‌شود. هدف این تحقیق ارزیابی روش تفاضل محدود در حل عددی معادله ریچاردز درحرکت آب در اطراف قطره‌چکان از طریق نرم‌افزار matlab می‌باشد. آزمایشات برای جمع‌آوری داده‌های موردنیاز برای بررسی پیشروی جبهه رطوبت درون یک جعبه پرشده از خاک در آزمایشگاه پژوهشی گروه مهندسی آب دانشگاه صنعتی اصفهان انجام شد. پیشروی جبهه رطوبت در زمان‌های مختلف روی صفحه شفاف پلکسی گلاس ترسیم شد .ابعاد جبهه رطوبتی در اطراف قطره‌چکان را برای دو بافت لوم و رسی سیلتی و دبی 4 لیتر در ساعت اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که نرم‌افزار matlab با ضریب تبیین بالای 58 درصد و ریشه میانگین مربعات خطا کمتر از 4 سانتی متر و ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده کمتر از 22 درصد در شبیه‌سازی ابعاد خیس شدگی خاک در خاک رسی سیلتی و ضریب تبیین بالای 88 درصد و ریشه میانگین مربعات خطا کمتر از 3 سانتی متر و ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده کمتر از 9 درصد در شبیه‌سازی ابعاد خیس شدگی خاک در خاک لومی دارای عملکرد خوبی بوده است. در خاک های سبک دارای دقت بالاتری نسبت به خاک های سنگین می باشد .

simulation of wetting pattern in trickle irrigation using the numerical solution of richard’s equation in matlab software

many numerical and analytical models have been developed for estimation of soil water distribution in order to increase water use efficiency in drip irrigation. accurate solution of well-known soil water equation, richard’s equation, in these models cause more accurate estimation of soil wetting front. the purpose of this study was to evaluate finite difference methods to numerical solution of richard’s equation for simulating soil water flow around dripper via comparing matlab software. experiments were carried out to collect required data to investigate the advance of wetting pattern inside a plexiglas box filled with soil in the research laboratory of isfahan university of technology. wetting pattern advance at different time intervals were plotted on the transparent plexiglas box walls. the wetting front around the emitters, for the two loam and silty clay textures and 4 liters per hour were measured. the results showed that matlab software with explanation coefficient above 58% and root mean square error less than 4 cm and root mean square error less than 22% in simulating soil wetting dimensions in silty clay soil and high coefficient of explanation 88% and root mean square error of less than 3 cm and normalized root mean square error of less than 9% had good performance in simulating soil wettability in loam soil. in light soils with higher accuracy than soils it is heavy.