کاربرد نرم‏افزار HYDRUS_2D برای شبیه‏سازی سامانه زهکشی خشک

  اراضی تحت آبیاری مناطق خشک و نیمه‌خشک با خطر شور شدن خاک مواجه هستند. پایداری کشاورزی در این شرایط در گرو خروج نمک اضافی از ناحیه ریشه گیاه است. اگرچه سامانه‏های زهکشی مصنوعی می‏توانند با خروج آب و املاح اضافی، شرایط مناسب رشد گیاه را فراهم کنند، ولی اجرا و بهره‏برداری این سامانه‏ها با چالش‏هایی ازجمله هزینه بالای احداث، مسائل زیست‏محیطی، حجم بالا و کیفیت پایین زه آب خروجی، همراه است. برای رویارویی با این مشکلات، می‏توان از روش‏های جایگزین و یا ترکیب آن‏ها با روش‏های مرسوم کمک گرفت. در این پژوهش، در سال 1394، زهکشی خشک به‌عنوان یک روش جایگزین با هزینه کمتر و تا اندازه‌ای سازگار با محیط‌زیست، در پردیس ابوریحان دانشگاه تهران موردبررسی قرار گرفت و از مدل HYDRUS_2Dبرای شبیه‏سازی و تعیین پارامترهای هیدرولیکی و انتقال شوری استفاده شد. تیمارها شامل دو نسبت عرض کاشت به نکاشت (1(کاشت):1(نکاشت) و 1:2) و دو شوری آب آبیاری (5/1 و 3 دسی زیمنس بر متر) در چهار لایسیمتر با ابعاد 1×1×1 متر اجرا شد. در این آزمایش از چمن اسپرت در قسمت کاشت استفاده شد. بافت خاک لومی، سطح ایستابی در 90 سانتی‏متری از سطح و تعداد روزهای آبیاری 70 روز بود. نتایج نشان داد در تمام تیمارها، جهت حرکت شوری از ناحیه آبیاری به ناحیه تبخیر بود و شوری نهایی خاک در قسمت نکاشت بیشتر از قسمت کاشت بود. افزایش عرض کاشت به نکاشت از 1:1 به 1:2، اگرچه توانست شوری را از ناحیه آبیاری به ناحیه تبخیر منتقل کند، ولی نتوانست شوری ناحیه ریشه را تثبیت کند. به‏طوری‏که شوری نهایی ناحیه ریشه در تیمارهای با عرض کاشت به نکاشت برابر، از شش دسی زیمنس بر متر (7/1 تا 7/2 برابر شوری اولیه) فراتر نرفت، در‏حالی‏که در دو تیمار دیگر این مقدار به بیش از 14 دسی زیمنس بر متر (9/4 تا 7/7 برابر شوری اولیه) رسید. نتایج خروجی مدل و شاخص‏های آماری نشان داد مدل HYDRUS_2Dتوانست حرکت آب و انتقال شوری را برای زهکشی خشک در شرایط آزمایش لایسیمتری با دقت معقولی برآورد کند. مقدار خطای استاندارد و ریشه میانگین مربعات خطا در برآورد رطوبت خاک به ترتیب بین هفت تا 11 درصد و 021/0 تا 057/0 سانتی‏مترمکعب بر سانتی‏مترمکعب بود و این مقدار برای برآورد شوری به ترتیب بین 24 تا 29 درصد و 01/2 تا 73/2 دسی زیمنس بر متر بود. با توجه به شاخص‏های آماری، مدل HYDRUS_2D رطوبت خاک را بهتر از مقادیر شوری شبیه‏ سازی کرد.