ارزیابی روش های نوین در برآورد ضریب یکنواختی توزیع آب در آبیاری بارانی

نظر به اینکه پتانسیل آبی کشور دیگر پاسخگوی نیازهای رو به رشد تقاضای آب بخصوص در بخش کشاورزی نیست، بهینه¬سازی مصرف آب امری ضروری به نظر می¬رسد. یکنواختی توزیع آب (cu) یک پارامتر فنی مهم در طراحی سیستم¬های آبیاری بارانی می¬باشد. با توجه به عدم ارائه مشخصات فنی و هیدرولیکی آبپاش¬های مورد استفاده در آبیاری بارانی لازم است با تغییرات ساده-ای مانند تغییر فشار سیستم، ارتفاع پایهآبپاش، تنظیم فاصله آبپاش¬ها روی لوله¬های جانبی و همچنین فاصله¬ لوله¬های جانبی از یکدیگریکنواختی توزیع آب و عملکرد سیستم آبیاری را بهبود بخشید. در این پژوهش، به منظور ایجاد بانک اطلاعاتی جهت تخمین مقادیر ضریب یکنواختی آبپاش¬های مدلaq-20و ka-6 از اطلاعات حاصل از آزمایش¬های صحرایی برای 4 تیمار فشارکارکرد (2، 5/2، 3 و 5/3 اتمسفر)، 16 تیمار فواصل آبپاش¬ها (sl×sm) شامل (9×18، 12×18، 15×18، 18×18، 9×15، 12×15، 15×15، 18×15، 9×12، 12×12، 15×12، 18×12، 9×9، 12×9، 15×9، 18×9 متر)، 4 تیمار ارتفاع پایه آبپاش (60، 90، 120 و 150 سانتیمتر) و 3 تیمار آرایش آبپاش-ها (مربعی، مستطیلی و مثلثی) در شرایط باد آرام (2-0 متر بر ثانیه) که در ایستگاه تحقیقات پنبه هاشم آباد گرگان اندازه¬گیری شده بود استفاده گردید. جهت تخمین cu از برخی از پرکاربردترین روش¬های هوشمند شامل روش الگوریتم بهینه¬سازی جامعه مورچگان، شبکه عصبی مصنوعی، برنامه¬ریزی بیان ژن، روش m5 درخت تصمیم و روش k نزدیکترین همسایگی استفاده شد.نتایج حاکی از آن است که در آبپاش aq-20روش k-nnبا آماره¬های r، rmse، mae و nash به ترتیب برابر 813/0، 056/0، 048/0 و 629/0 عملکرد بهتری نسبت به سایر روش¬ها داشت در حالی که در آبپاش ka-6مدل annبا آماره¬های r، rmse، mae و nash به ترتیب برابر 74/0، 064/0، 053/0 و542/0 دقت بیشتری نسبت به روش¬های دیگر از خود نشان داد. علاوه بر این مقادیر قابل قبول میانگین و انحراف معیار نسبت مقادیر اندازه¬گیری شده به تخمین زده شدهبیانگر اختلاف بسیار جزئی بین نتایج مدل سازی روش¬های مختلف در برآوردcu است اما با توجه به قابلیت روش¬هایgep، aco و روش m5 درخت تصمیم در استخراج روابط صریح جهت تخمین cu، جنبه کاربردی این روش¬ها بیشتر می¬باشد. با توجه به عدم ارائه مشخصات فنی و هیدرولیکی آبپاش های مورد استفاده در آبیاری بارانی لازم است با تغییرات ساده ای مانند تغییر فشار سیستم، ارتفاع پایهآبپاش، تنظیم فاصله آبپاش ها روی لوله-های جانبی و همچنین فاصله لوله های جانبی از یکدیگریکنواختی توزیع آب و عملکرد سیستم آبیاری را بهبود بخشید. در این پژوهش، به منظور ایجاد بانک اطلاعاتی جهت تخمین مقادیر ضریب یکنواختی آبپاش های مدلaq-20و ka-6 از اطلاعات حاصل از آزمایش های صحرایی برای 4 تیمار فشارکارکرد (2، 5/2، 3 و 5/3 اتمسفر)، 16 تیمار فواصل آبپاش ها (sl×sm) شامل (9×18، 12×18، 15×18، 18×18، 9×15، 12×15، 15×15، 18×15، 9×12، 12×12، 15×12، 18×12، 9×9، 12×9، 15×9، 18×9 متر)، 4 تیمار ارتفاع پایه آبپاش (60، 90، 120 و 150 سانتیمتر) و 3 تیمار آرایش آبپاش ها (مربعی، مستطیلی و مثلثی) در شرایط باد آرام (2-0 متر بر ثانیه) که در ایستگاه تحقیقات پنبه هاشم آباد گرگان اندازه گیری شده بود استفاده گردید. جهت تخمین cu از برخی از پرکاربردترین روش های هوشمند شامل روش الگوریتم بهینه سازی جامعه مورچگان، شبکه عصبی مصنوعی، برنامه ریزی بیان ژن، روش m5 درخت تصمیم و روش k نزدیکترین همسایگی استفاده شد