عملکرد مدل SaltMod در شبیه‌سازی سطح ایستابی، حجم و شوری زهاب در زهکشی آزاد و کنترل شده

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران

2 دانشیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره)، ، قزوین، ایران

3 دانشیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران

4 دانش‌آموخته دکتری آبیاری و زهکشی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران

چکیده

برای کنترل شوری آب‌وخاک از سامانه­های زهکشی استفاده می­شود که شناخت آن‌ها نیازمند صرف وقت و هزینه است. برای صرفه­جویی در هزینه و زمان می­توان مدل­های شبیه­سازی زهکشی را بکار برد. پژوهش حاضر، عملکرد مدل SaltMod در شبیه­سازی سطح ایستابی، حجم و شوری زهاب را ارزیابی نمود. شبیه­سازی برای سه محصول مهم دشت مغان (گندم، جو و ذرت) و سه تیمار FD، CD70 و CDch انجام شد. برای بررسی زهکشی کنترل‌شده در مدل، ضریب کنترل زهکشی (Frd) لحاظ شد. تیمار FD برای کالیبراسیون، تیمارهای CD70 و CDch برای اعتبار­سنجی انتخاب شدند. پس از شبیه­سازی، میزان مطابقت میان مقادیر واقعی و شبیه­سازی­شده بررسی شد. در شبیه­سازی سطح ایستابی، میانگین RE برای گندم، جو و ذرت به ترتیب 3/17، 3/11 و 11 درصد و میانگین RMSE 13/0، 07/0 و 07/0 به دست آمد. همین شاخص­ها برای حجم زهاب 16، 22 و 17 درصد و همچنین 05/0، 07/0 و 06/0 حاصل شد. این نتایج، دقت قابل‌قبول مدل را تائید می­نماید. سپس از مدل برای بررسی تأثیر عامل کنترل زهکشی، عمق آب آبیاری و عمق نصب زهکش بر سطح ایستابی، حجم و شوری زهاب استفاده گردید؛ بنابراین مدل می­تواند مدیریت­های مختلف آبیاری و زهکشی را در دشت مغان شبیه­سازی نماید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

SaltMod model performance in simulating water level, volume and salinity of drainage in free and controlled drainage

نویسندگان [English]

  • masoumeh Jafari 1
  • Bijan Nazari 2
  • Abbas Sotoude niya 3
  • Ramezani Etedali, Hadi 3
  • HamidReza Javani 4
1 Master student of Department of Water Science and Engineering, Imam Khomeini International University,Qazvin, Iran
2 Associate Professor, Department of Water Science and Engineering, Imam Khomeini International University,Qazvin, Iran
3 Associate Professor, Department of Water Science and Engineering, Imam Khomeini International University,Qazvin, Iran
4 PhD student in Irrigation and Drainage, Campus of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran
چکیده [English]

Drainage systems are used to control soil and water salinity, which requires time and money to know. Drainage simulation models can be used to save cost and time. The present study evaluated the performance of the SaltMod model in simulating the water table, volume and salinity of the drain. Simulations were performed for three important crops of Moghan plain (wheat, barley and corn) and three treatments of FD, CD70 and CDch. To evaluate the controlled drainage in the model, the drainage control coefficient (Frd) was considered. FD treatments for calibration, CD70 and CDch treatments were selected for validation. After simulation, the degree of correspondence between the real and simulated values ​​was checked. In water table simulation, the mean RE for wheat, barley and corn was 17.3, 11.3 and 11% and the mean RMSE was 0.13, 0.07 and 0.07, respectively. The same indices were obtained for drainage volume of 16, 22 and 17% as well as 0.05, 0.07 and 0.06. These results confirm the acceptable accuracy of the model. Then the model was used to investigate the effect of drainage control factor, irrigation water depth and drainage installation depth on water table, volume and salinity of the drain. Therefore, the model can simulate different irrigation and drainage managements in Moghan plain.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Controlled drainage
  • Drainage control coefficient simulation
  • Moghan Plain
  • SaltMod
رنجبر، غ و پیراسته انوشه، ه. 1394. نگاهی به تحقیقات شوری در ایران با تأکید بر بهبود تولید گیاهان زراعی. ﻣﺠﻠﻪ ﻋﻠﻮم زراﻋﯽ اﯾﺮان. 17(2): 165-178.
صیادی شهرکی، ع.، ناصری، ع.، سلطانی محمودی،ا. و مختاران، ع. 1398. مقایسه عملکرد دو مدلDRAINMOD و شبکه عصبی مصنوعی در پیش­بینی سطح ایستابی (مطالعه موردی: مزارع کشت و صنعت نیشکر دعبل خزاعی). فصلنامه انسان و محیط‌زیست. شماره یکم. 17(1): 1-11.
عبدالله زاده، م. 1396. تعیین نیاز آبی واقعی محصولات مهم کشاورزی دشت‌های قزوین و مغان. پایان‌نامه کارشناسی ارشد. مهندسی آبیاری و زهکشی. دانشکده فنی و مهندسی. دانشگاه بین‌المللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران، 20-24.
علیزاده، ح.ع، نظری، ب.، پارسی نژاد، م.، رمضانی اعتدالی، ه. و جانباز، ح. 1389. ارزیابی مدل AQUACROP در مدیریت کم آبیاری گندم در منطقه کرج. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 4(2): 273-283.
کاظمی زریون، م.، ناظمی، ا.، صدرالدینی، ع و قربانی، م. 1392. مدل­سازی تغییرات زمانی و مکانی شوری خاک اراضی پایاب سد حاجیلر چای در استان آذربایجان شرقی با استفاده از تلفیق زمین آمار و مدل SALTMOD. مجله پژوهش آب ایران. 7(12): 21-31.
محجوبی، آ.، ناصری، ع.، هوشمند، ع. و برومند نسب، س. 1391. بررسی آثار زهکشی کنترل‌شده بر روی شوری خاک، مدیریت آبیاری و عملکرد نیشکر. مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی. 13(4): 40-25.
محجوبی، آ. و صادقی لاری، ع. 1394. برآورد شوری خاک در محدوده ریشه نیشکر با مدیریت­های مختلف آبیاری و زهکشی در کشت و صنعت امام خمینی با استفاده از مدل Saltmod. مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی. 16(1). 1-18.
 
 
Bahceci. I., Cakir, R., Nacar, A.S., Bahceci, P. 2008. Estimating the effect of controlled drainage on soil salinity and irrigation efficiency in the Harran Plain using SaltMod. Turkish Journal of Agriculture and Forestry. 32(2): 101–109
El-Ghannam, M.K., AboWaly, M.E., Gaheen, S.A., Karajeh, F.F.and Gendy, A.A. 2016.Controlled drainage effects on nitrate leaching, salinity build-up and sugar beet production (Egypt).Merit Research Journal of Agricultural Science and Soil Sciences. 4(2): 023-032.
Ferjani, N., Morri, M. and Daghari, H. 2013. Estimation of root-zone salinity using SaltMod in the irrigated area of Kalaât El Andalous (Tunisia). Journal of Agricultural Science and Technology. 15(7): 1461–1477.
Gunn, K.M., Fausey, N.R., Shang, Y., Shedekar, V.S., Ghane, E., Wahl, M.D. and Brown, L.C. 2015. Subsurface drainage volume reduction with drainage water management: case studies in Ohio. . Agriculture Water Management. 149: 131–142.
Mao, W., Yang, J., Zhu, Y., Ye, M. and Wu, J. 2017. Loosely coupled SaltMod for simulating groundwater and salt dynamics under well-canal conjunctive irrigation in semi-arid areas. Agricultural Water Management. 192: 209-220.
Oosterbaan, R.J. 2002. SALTMOD Descreiption of Principles, User Manual, and Exampeles of Application.International Institute for t Land Reclamation and Improvement, Wageningen ,The NetherlaND.
Sarangi, A., Singh, M., Bhattacharya, A. and Singh, A.K. 2006. Subsurface drainage performance study using SALTMOD and ANN models. Agricultural Water Management. 84(3): 240–248.
 Singh, M., Bhattacharya, A. K. and Simgh, A. K. and Simgh, A. 2002. Application of SALTMOD in Coastal Clay Soil in India. J Irrigation and Drainage Systems 16(3): 213-231.
Singh, A. 2012. Validation of SaltMod for a semi-arid part of northwest India and some options for control of waterlogging. Agricultural Water Management. 115(3): 194–202.
Singh, A. 2016. Evaluating the effect of different management policies on the long-term sustainability of irrigated agriculture. Land Use Policy. 54(1): 499–507.
Skaggs, R.W., Fausey, N.R. and Evans, R.O. 2012. Drainage water management.Journal of Soil Water Conservation. 67(6): 167–172.
Srinivasulu, A., Sujani Rao, C., Lakshmi, G.V., Satyanarayana T.V. and Boonstra, J. 2004. Model studies on salt and water balances at Konanki pilot area, Andhra Pradesh, India. Irrigation Drainage Systems. 18(1) : 11–17.
Yao, R. J., Yang, J. S., Zhang, T. J., Hong, L. Z., Wang, M. W., Yu, S. P. and Wang, X. P. 2014. Studies on soil water and salt balances and scenarios simulation using SaltMod in a coastal reclaimed farming area of eastern China. Agricultural Water Management. 131: 115-123.
Zhang, T.Q., Tan, C.S., Zheng, Z.M., Welacky, T. and Wang, Y.T. 2017. Drainage water management combined with cover crop enhances reduction of soil phosphorus loss. Science of the Total Environment. 586: 362–371