برآورد ضرایب معادله نفوذ لوئیس-کوستیاکف در آبیاری شیاری با تکنیک بهینه سازی simulated annealing

از آن جائی که آبیاری شیاری یکی از رایج ترین انواع روش های آبیاری سطحی است، اگر به درستی طراحی و اجرا شود، برای زارعین یکی از بهترین روش ها محسوب می شود. اما چنان چه به خوبی طراحی، اجرا و مدیریت نشود، موجب کاهش راندمان کاربرد، افزایش تلفات آب آبیاری، عدم یکنواختی توزیع آب و در نتیجه کاهش محصول می گردد. به منظور ارزیابی، طراحی و یا شبیه سازی یک سیستم آبیاری شیاری در وحله ی اول نیاز به تعیین معادله نفوذ می باشد. هرچه این معادله دقیق تر ارزیابی گردد بهتر می توان سیستم آبیاری مورد نظر را ارزیابی، طراحی و شبیه سازی نمود. شناخت کمی این پدیده، جلوگیری از تخریب اراضی و منابع خاک و آب را به همراه خواهد داشت. برای استفاده بهینه از آب و افزایش راندمان آبیاری لازم است که پارامترهای معادله نفوذ با دقت خوبی تخمین زده شوند. در صورتی که پارامترهای معادله نفوذ با دقت مناسب و نزدیک به شرایط مزرعه ای تعیین نگردند ممکن است آبیاری بی رویه و در نتیجه فرونشت عمقی و رواناب انتهایی صورت پذیرد و یا آبیاری، کمتر از مقدار مورد نیاز انجام گیرد که در هر دو صورت، راندمان آبیاری کم خواهد بود. در این تحقیق، برای تعیین پارامترهای معادله نفوذ، از تلفیق معادله نفوذ لوئیس-کوستیاکف و ماسکینگام-کونژ استفاده شد. با استفاده از معادله ماسکینگام –کونژ شبیه آن چه در شیوه روندیابی سیل در رودخانه به کار می رود عمل نموده و به روندیابی جریان در شیار پرداخته شد. در این تحقیق، از روش saجهت تخمین پارامترهای معادله نفوذ لوئیس-کوستیاکف استفاده گردید و بدین منظور از آمار مربوط به سه سری جریان در شیاری واقع در مزرعه بازرویی چهارم 2-7 arc از مزارع تحقیقاتی مرکز تحقیقات نیشکر واقع در کشت و صنعت امیرکبیر در 45 کیلومتری جنوب اهواز از واحدهای هفت گانه شرکت توسعه نیشکر و صنایع جانبی به اجرا در آمده بود، استفاده شد. دبی های ورودی و خروجی در سه تکرار اندازه گیری شده بود، که آمار دو سری برای کالیبراسیون پارامترها مورد استفاده قرار گرفت، سپس میانگین مقادیر بهینه به دست آمده برای پارامترها، جهت اعتبارسنجی درسری دیگر جایگذاری شد. در تحقیق حاضر با انجام تحلیل حساسیت در فرآیند بهینه سازی، مناسب ترین مقادیر پارامترهای sa، انتخاب گردید. جهت ارزیابی کارایی الگوریتم از شاخص های آماری ، ، ، و استفاده شد. که در مرحله اعتبارسنجی این شاخص ها به ترتیب (909/0، 36/1، 004/0، 4/0، 91/0) به دست آمدند. نتایج نشان داد روش sa، ابزاری موثر و کارآمد در بهینه سازی تعیین ضرایب معادله نفوذ لوئیس-کوستیاکف است که با صحت و دقت مناسبی، پاسخ های معتبری ارائه می نماید.