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

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد آبیاری و زهکشی، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران

2 استادیار گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران

3 استادیار گروه مهندسی آب، دانشکدۀ کشاورزی دانشگاه ارومیه

چکیده

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 به‌منظور جمع‌آوری داده‌های مورد نیاز در سال 1393 در کرج انجام گردید. چهارده واقعۀ آبیاری با دو دبی ورودی 29/0 و 44/0 لیتر در ثانیه در طول فصل رشد ذرت انجام شد. براساس ضرایب تخمینی معادلۀ نفوذ کاستیاکف-لوئیس، متوسط خطای نسبی برآورد حجم آبِ نفوذیافتۀ مدل IPARM و بهینه‌سازی چندسطحی، به‌ترتیب 1/8 و 5/8 درصد به دست آمد. نتایج نشان داد که هر دو روش در تخمین حجم آب نفوذیافته برای همۀ سری داده‌ها کم برآورد داشتند. روش IPARM کمتر از روش بهینه‌سازی چندسطحی خطا داشت و در مجموع، هر دو روش برای برآورد پارامترهای نفوذ، عملکرد قابل قبولی در آبیاری جویچه‌ای داشتند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation and comparison of multilevel optimization method and IPARM model to estimate infiltration parameters in furrow irrigation

نویسندگان [English]

  • Payam Kamali 1
  • Hamed Ebrahimian 2
  • Vahid Reza Verdinejad 3
1 MSc., Department of Irrigation and Reclamation Engineering, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
2 Assistant Professor, Department of Irrigation and Reclamation Engineering, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
3 Assistant Professor, Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, University of Urmia, Urmia, Iran
چکیده [English]

The parameters of infiltration equations have a key role to evaluate and design irrigation systems and it is essential to estimate them with high accuracy for increasing irrigation efficiency. In the present study, two approaches consisting multilevel optimization method using advance, recession and runoff data and the IPARM model using advance and runoff data were compared for estimating infiltration parameters of furrow irrigation. The field study in order to collect required data was conducted in Karaj in 2014. Fourteen irrigation events with two inflow discharges (0.29 and 0.44 L/s) during maize growing season were carried out. Based on estimated infiltration parameters of the Lewis- Kostiakov equation, the mean relative error of the IPARM and multilevel optimization methods were obtained 8.1 and 8.5 percents, respectively, to estimate total infiltrated volume. The results indicated that both methods underestimated the total infiltrated volumes for all datasets. The IPARM method had less error than the multi-level optimization method. However, both methods had satisfactory performance to estimate infiltration parameters in furrow irrigation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Infiltration parameters
  • Lewis- Kostiakov equation
  • relative error
  • Surface irrigation
  • Volume balance

مراجع

1-عباسی ف (1391) اصول جریان در آبیاری سطحی. چاپ اول، انتشارات کمیتۀ ملی آبیاری و زهکشی ایران، تهران. 200 صفحه.
2- Bautista E, Clemmens A J, Strelkoff T S and Schlegel J (2009). Modern analysis of surface irrigation systems with WinSRFR. Agricultural Water Management. 96: 1146-1154.
 
3- Ebrahimian H (2014) Soil Infiltration Characteristics in Alternate and Conventional Furrow Irrigation using Different Estimation Methods. Korean Society of Civil Engineers. 18(6):1904-1911.
 
4- Ebrahimian H, Liaghat A L, Ghanbarian B and Abbasi F (2010) Evaluation of various quick methods for estimating furrow and border infiltration parameters. Irrigation Science. 28(6): 479–488.
 
5- Elliott R L and. Walker W R (1982) Field evaluation of furrow infiltration and advance functions. Transactions of the American Society of Agricultural Engineers. 25(2): 396-400.
 
6- Gillies M H and Smith R J (2005) Infiltration parameters from surface irrigation advance and run-off data. Irrigation Science. 24(1): 25-35.
 
7- Hanson B R, Prichard T L, and Schulbach H (1993) Estimating furrow infiltration. Agricultural Water Management. 24(4): 281–298.
8- Khatri K L and. Smith R J (2005) Evaluation of methods for determining infiltration parameters from irrigation advance data. Irrigation and Drainage Engineering. 54(4): 467–482
 
9- Mailapalli, D R, Wallender W W, Raghuwanshi N S and Singh R (2008) Quick method for estimating furrow infiltration. Irrigation and Drainage Engineering. 134(6): 788–795.
 
10-McClymont D J, Smith R J (1996) Infiltration parameters from optimisation on furrow irrigation advance data. Irrigation Science. 17(1): 15–22.
 
11- Moravejalahkami B, Mostafazadeh-Fard B, Heidarpour M and Abbasi F (2012) Comparison of Multilevel Calibration and Volume Balance Method for Estimating Furrow Infiltration. Irrigation and Drainage Engineering. 138(8): 777-781.
 
12- Moravejalahkami B, Mostafazadeh-Fard B, Heidarpour M and Abbasi F (2009) Furrow infiltration and roughness prediction for different furrow inflow hydrographs using a zero-inertia model with a multilevel calibration approach. Biosystems Engineering. 103(3): 371–381.
13- Scaloppi E J, Merkley G P, Willardson L S (1995) Intake parameters from advance and wetting phases of surface irrigation. Irrigation and Drainage Engineering. 121(1): 57–70.
 
14- Valiantzas J D, Aggelides S and Sassalou A (2001) Furrow infiltration estimation from time to a single advance point. Agricultural Water Management. 52(1): 17–32.
 
15- Vatankhah A R, Ebrahimian H and Bijankhan M (2009) Discussion of “Quick Method for Estimating Furrow Infiltration” by Mailapalli D R, Wallender W W, Raghuwanshi N S and Singh R”. Irrigation and Drainage Engineering. 136(1): 73-75.
16-Walker W R (2005) Multilevel calibration of furrow infiltration and roughness. Irrigation and Drainage Engineering 131(2): 129–136.
17- Walker WR, Skogerboe G (1987) Surface Irrigation: Theory and Practice. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, N.J.
مدیریت آب و آبیاری
دوره 5، شماره 1 - شماره پیاپی 1
بهار و تابستان
فروردین 1394
صفحه 43-54

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار