مدل سازی عددی همزمان جریان سطحی و زیرسطحی در آبیاری شیاری، ابزاری جهت مدیریت آبیاری سطحی

thesis
abstract

در این تحقیق، یک مدل هیدرودینامیک کامل برای شبیه سازی فازهای مختلف آبیاری در جویچه ارایه گردید. معادلات حاکم بر جریان (معادله ی سنت ونانت در جریان سطحی و معادله ی کاستیاکوف-لوییس در جریان زیر سطحی) توسط حجم کنترل های متغیر گسسته شد. معادلات غیر خطی تولید شده توسط روش نیوتن رافسون، خطی سازی شده و معادلات جبری حاصل با استفاده از الگوریتم جاروب برگشتی حل گردید. مدل ارایه شده با توجه به نرم افزار sirmod و همچنین پنج سری داده ی مزرعه ای (بنسون-221، مچت-235، پرینتز-323، واکر (1989) و مرکلی (1983)) و با استفاده از معیارهای ریشه ی میانگین مربعات خطا (rmse)، خطای استاندارد (se) و خطای همبستگی (r^2) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل پیشنهادی تطابق بسیار خوبی با داده های مزرعه ای داشته و عملکرد مشابهی با نرم افزار sirmod دارد. پس از اطمینان از صحت مدل، حساسیت آن نسبت به پارامترهای ورودی مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای ورودی مورد بررسی در این آنالیز، دبی، ضریب زبری مانینگ، شیب مزرعه و ضرایب نفوذ معادله ی کاستیاکوف-لوییس درنظر گرفته شد. با توجه به نتایج، زمان پیشروی بیشترین حساسیت را به ترتیب نسبت به دبی ورودی و پارامترهای نفوذ f_0، k و a، و زمان پسروی نیز بیشترین حساسیت را به ترتیب نسبت به ضریب مانینگ، f_0 و شیب زمین نشان داد. سپس به علت تأثیر قابل توجه پارامترهای نفوذ و زبری در شبیه سازی آبیاری جویچه ای، از روش های حل معکوس مانند روش دو نقطه ای الیوت و واکر (1982) و روش واسنجی چند مرحله ای واکر (2005) به منظور تخمین پارامترهای نفوذ و زبری استفاده شد. سپس برای تعدیل نفوذ در آبیاری های متفاوت از روش مقیاس ارایه شده توسط ختری و اسمیت (2006) که در آبیاری با زمان واقعی کاربرد دارد، استفاده گردید. نتایج نشان داد روش واسنجی چند مرحله ای نسبت به روش دونقطه ای بهتر عمل کرده و حتی روش دو نقطه ای در داده های مزرعه ای واکر (1989) خطای rmse شبیه سازی فاز پیشروی را به شدت افزایش داده است. اما روش واسنجی علی رغم نیاز به داده ها و زمان بیشتر برای شبیه سازی، موجب کاهش خطا در هر دو فاز پیشروی و پسروی گردید. روش تعدیل نفوذ نیز به علت استفاده از روابط مشابه با روش دونقطه ای در بعضی شرایط نتوانست به خوبی عمل کند و خطای شبیه سازی را افزایش داد (آبیاری بنسون-221). در نهایت با استفاده از یک روش بهینه سازی به تعیین بهترین جریان ورودی و زمان قطع جریان در آبیاری مرکلی (1983) پرداخته شد. ابتدا پارامترهای جریان و زمان قطع، بر اساس حداکثر تابع هدف تعیین گردید که به ترتیب موجب افزایش 13 و 14 درصدی راندمان کاربرد و نیاز آبیاری گردید. سپس برای دستیابی به راندمان های دلخواه، سناریوهای متفاوتی برای بهینه سازی تعیین شد. بدین ترتیب با استفاده از مدل سازی های عددی، امکان مدیریت و برنامه ریزی بهتر در زمینه ی آبیاری سطحی فراهم خواهد شد.

First 15 pages

Signup for downloading 15 first pages

Already have an account?login

similar resources

مدل سازی عددی جریان زیرسطحی در آبیاری جویچه ای ابزاری برای مدیریت بهتر آبیاری سطحی

آگاهی از نحوه فرایند صورت گرفته بین دو جریان سطحی و زیرسطحی می تواند تاثیر بسزایی در مدیریت و نحوه برنامه ریزی مطلوب برای آبیاری سطحی داشته باشد. در این تحقیق، مدلی به منظور تلفیق دو جریان سطحی (بصورت هیدرودینامیک کامل) و زیرسطحی (بصورت معادله یک بعدی ریچاردز)، برای شبیه‏سازی تمامی فازهای آبیاری سطحی ارایه گردیده است. مدل هیدرودینامیک کاملی برای شبیه سازی فازهای مختلف آبیاری جویچه‏ای قبلا در گر...

اتصال معادله های ناویر استوکس و ریچاردز برای شبیه سازی عددی جریان دوفاز سطحی و زیرسطحی در آبیاری قطره ای سطحی

     دانستن حرکت آب در حجم مرطوب شده خاک در اطراف قطره‌چکان، پیش‌شرطی برای طراحی سیستم‌های آبیاری و مدیریت دوگانه آب و مواد شیمیایی می‌باشد. در حقیقت برای نوع خاک مشخص، دانستن تکامل و سیر تدریجی تغییر شکل حجم مرطوب شده، می‌تواند در تعیین فاصله قطره‌چکان‌ها و مدت زمان آبیاری مفید واقع شود. اکثر مدل های عددی و تحلیلی پیش بینی جبهه رطوبتی برای حل نیازمندتعیین سطح تغذیه اشباع خاک از نتایج آزمایشگاه...

full text

اتصال معادله های ناویر استوکس و ریچاردز برای شبیه سازی عددی جریان دوفاز سطحی و زیرسطحی در آبیاری قطره ای سطحی

دانستن حرکت آب در حجم مرطوب شده خاک در اطراف قطره چکان، پیش شرطی برای طراحی سیستم های آبیاری و مدیریت دوگانه آب و مواد شیمیایی می باشد. در حقیقت برای نوع خاک مشخص، دانستن تکامل و سیر تدریجی تغییر شکل حجم مرطوب شده، می تواند در تعیین فاصله قطره چکان ها و مدت زمان آبیاری مفید واقع شود. اکثر مدل های عددی و تحلیلی پیش بینی جبهه رطوبتی برای حل نیازمندتعیین سطح تغذیه اشباع خاک از نتایج آزمایشگاهی  می...

full text

شبیه سازی و طراحی بهینه استخر خورشیدی جهت آبیاری زیرسطحی

امروزه با توجه به کاهش منابع آب‌های شیرین در دسترس و آلودگی آن، دستیابی به آب شیرین برای مصارف کشاورزی و آشامیدن ضروری است. در این مقاله به شبیه سازی یک سامانه آبیاری زیرسطحی خورشیدی به عنوان یکی از روش‌های کارآمد تهیه آب شیرین برای مصارف آشامیدن و کشاورزی، پرداخته شد. سامانه مورد بررسی از یک استخر به عنوان واحد رطوبت زنی و لوله‌های دفن شده در خاک به عنوان واحد چگالنده تشکیل شده است. در این شبی...

full text

ارزیابی مساحت خیس‌شدگی پیاز رطوبتی در سیستم آبیاری قطره‌ای سطحی و زیرسطحی با جریان پیوسته و پالسی

چکیده سابقه و هدف: کاهش منابع آبی و مصرف بهینه آن در مناطق خشک و نیمه‌خشک، کارشناسان و دولتمردان در بخش کشاورزی را به سمت استفاده از سیستم‌های آبیاری با راندمان بالا مثل آبیاری قطره‌ای سطحی و زیر‌سطحی سوق داده است. سیستم آبیاری قطره‌ای زیر-سطحی به دلیل توزیع آب در داخل خاک و خشک باقی ماندن سطح خاک می‌تواند باعث کاهش تلفات تبخیر و افزایش راندمان شود. در طراحی آبیاری قطره‌ای سطحی و زیر‌سطحی...

full text

بررسی اثر کم آبیاری در شرایط آبیاری سطحی و زیرسطحی روی رشد سبزینه ای و عملکرد مرکبات

چکیده سابقه و هدف: با توجه به کمبود شدید آب در سال‌های اخیر و بنا بر سیاست‌های بخش کشاورزی، آبیاری قطره‌ای در اکثر گیاهان ایران به اجرا درآمده است. در مناطق خشک و نیمه خشک که با کمبود آب مواجه هستند، در راستای حفاظت از منابع آب و خاک کارایی مصرف آب آبیاری و شوری خاک مسئله مهمی است. در جنوب استان کرمان جهت ارزیابی و رفع مشکلات سیستم آبیاری قطره‌ای، مدیریت آب در مزرعه، استفاده از آبیاری زیرسطحی و...

full text

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}


document type: thesis

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده کشاورزی

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023