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

thesis
abstract

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 گروه مهندسی آب ارایه شده بود که در این پژوهش با یک مدل عددی جریان زیرسطحی تلفیق گردید. به عبارت دیگر بجای استفاده از معادله نفوذ کوستیاکف در مدل جریان سطحی از حل معادله ریچاردز یک بعدی سود جسته شد. حل عددی معادله یک بعدی ریچاردز، با استفاده از روش حجم کنترل انجام شده و به صورت داخلی به مدل جریان سطحی متصل گردیده است. به منظور ارزیابی مدل جریان زیرسطحی، از داده های 12 خاک ارایه شده در نرم افزار hydrus یک بعدی استفاده و خروجی های مدل از جمله رطوبت، مکش و نفوذ صورت گرفته در پروفیل خاک با نتایج حاصل از نرم افزار مقایسه گردید. در تمامی موارد جواب‎های بدست آمده از مدل هماهنگی بسیار خوبی با نتایج حاصل از نرم افزار داشتند. پس از حصول اطمینان از صحت مدل ارایه شده برای جریان زیرسطحی، به منظور ارزیابی مدل تلفیق ارایه شده از داده‏های موجود در دو مقاله (زریهان و همکاران، 2005 ; وولینگ و همکاران،2004 ) و داده‏های مزرعه ای حاصل از یک سری آبیاری صورت گرفته در دانشکده کشاورزی مشهد استفاده گردید و در نهایت نتایج بدست آمده، با نرم افزار sirmod و داده‏های مزرعه ای 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، همچنین عملکرد مشابهی با نرم افزار sirmodدارد. پس از اطمینان از صحت مدل، حساسیت آن نسبت به پارامترهای ورودی مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای ورودی مورد بررسی‏در این آنالیز عبارتند ازدبی، شیب مزرعه، هدایت هیدرولیکی اشباع خاک، رطوبت اولیه و پارامترهای تجربی معادله ون‏گنوختن. با توجه به نتایج، بیشترین حساسیت زمان پیشروی مربوط به پارامتر شدت جریان ورودی وپس از آن به ترتیب مربوط به "?" ، هدایت هیدرولیکی اشباع خاک، ?، رطوبت اولیه خاک و شیب زمین می‎باشد. زمان پسروی نیز با توجه به نمایه حساسیت به ترتیب به شیب زمین، هدایت هیدرولیکی اشباع خاک، دبی ورودی، رطوبت اولیه خاک، "?" و ? بیشترین حساسیت را نشان می دهد. همچنین مقدار حجم آب نفوذ یافته در خاک با توجه به بیشترین مقدار پارامتر حساسیت محاسبه شده به ترتیب مربوط به "?" ، هدایت هیدرولیکی اشباع خاک، رطوبت اولیه خاک، ?، دبی ورودی و شیب زمین می‎باشد.???? در نهایت با استفاده از یک روش ساده بهینه سازی به تعیین بهترین جریان ورودی و زمان قطع جریان در آبیاری صورت گرفته در دانشکده کشاورزی پرداخته شد و پارامترهای جریان و زمان قطع، بر اساس حداکثر تابع هدف تعیین گردید. سپس برای دستیابی به راندمان های دلخواه، دو سناریو متفاوت 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.

similar resources

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

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 s...

15 صفحه اول

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

اصلاح مدل بیلان حجمی با بهبود عبارت ذخیره سطحی برای آبیاری جویچه ای

راندمان سیستمهای آبیاری سطحی در ایران بسیار پائین است. در صورتیکه بتوان پارامترهای مهم و موثر در طراحیآبیاری سطحی، از قبیل فرصت نفوذ و زمان پیشروی را در ازای یک دبی مشخصبه خوبی برآورد کرد، میتوانراندمان کاربرد این سیستم را به مقدار قابل توجهی افزایش داد. مدل بیلان حجمی یکی از مدلهای ساده و رایج درطراحی و ارزیابی آبیاری جویچهای میباشد. با توجه به فرضیاتی که در مدل بیلان حجمی اعمال میشود دقت این ...

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

ارزیابی و مقایسه روش بهینه سازی چند سطحی و مدل IPARM در تخمین پارامترهای نفوذ در آبیاری جویچه ای

پارامترهای معادلات نفوذ، در ارزیابی و طراحی سیستم‌های آبیاری نقش اساسی دارند و به‌منظور افزایش بازده آبیاری ضروری است که با دقت فراوان تخمین زده شوند. در این مطالعه، دو روش تخمین پارامترهای نفوذ آبیاری جویچه‌ای، ارزیابی و با هم مقایسه شدند که عبارت‌اند از: بهینه‌سازی چندسطحی براساس استفاده از داده‌های پیشروی، پسروی و رواناب و مدل IPARM براساس استفاده از داده‌های پیشروی و رواناب. مطالعۀ مزرعه‌ای...

full text

اصلاح مدل بیلان حجمی با بهبود عبارت ذخیره سطحی برای آبیاری جویچه ای

راندمان سیستمهای آبیاری سطحی در ایران بسیار پائین است. در صورتیکه بتوان پارامترهای مهم و موثر در طراحیآبیاری سطحی، از قبیل فرصت نفوذ و زمان پیشروی را در ازای یک دبی مشخصبه خوبی برآورد کرد، میتوانراندمان کاربرد این سیستم را به مقدار قابل توجهی افزایش داد. مدل بیلان حجمی یکی از مدلهای ساده و رایج درطراحی و ارزیابی آبیاری جویچهای میباشد. با توجه به فرضیاتی که در مدل بیلان حجمی اعمال میشود دقت این ...

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