شبیه‌سازی عملکرد زهکش زیرزمینی ترانشه‌دار در مقیاس مدل فیزیکی اراضی شالی‌زاری با مدل HYDRUS-2D

نویسندگان

1 دانشیار گروه مهندسی آب دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان و عضو وابسته گروه آب و محیط زیست پژوهشکده حوضه آبی دریای خزر دانشگاه گیلان

2 دانشجوی کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی گروه مهندسی آب دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان

doi
چکیده

زهکشی ضعیف در اراضی شالی‌زاری که دارای خاک با بافت سنگین می‌باشند نه‌تنها امکان برداشت مکانیزه برنج را در زمان وقوع بارش با مشکل مواجه می‌کند، بلکه عامل تجمع املاح در خاک و سدیمی شدن آن در هنگام استفاده از آب‌های نامتعارف در طولانی مدت می‌شود. هم‌چنین این اراضی قادر به رفع شرایط ماندابی در فصل مرطوب نبوده و کشت دوم گیاهان را دچار محدودیت می‌کند. بنابراین استفاده از سامانه زهکشی مناسب در اراضی شالی‌زاری با هدف کنترل شوری و رفع غرقاب خاک ضرورت دارد. نصب زهکش زیرزمینی در ترانشه شن و ماسه منجر به ایجاد شرایط متخلخل بهتر اطراف لوله زهکش و در نتیجه بهبود عملکرد زهکشی می‌شود. انتخاب هندسه بهینه ترانشه به لحاظ فنی و اقتصادی نیازمند توانمندی در خصوص شبیه‌سازی حرکت آب در خاک و ترانشه به سمت زهکش است. در این مطالعه به‌منظور بررسی عملکرد زهکش زیرزمینی ترانشه‌دار با پوشش شن و ماسه در اراضی شالی‌زاری از مدل شبیه‌سازی HYDRUS-2D استفاده شد. به‌منظور واسنجی مدل HYDRUS-2D، مدل فیزیکی زهکش زیرزمینی ترانشه‌دار قابل کنترل‌ در اراضی شالی‌زاری ساخته و گیاه برنج در مخزن آن کشت شد. در طول دوره رشد از محلول خاک و هم‌چنین در زمان انجام زهکشی میان و پایان‌فصل از زه‌آب نمونه‌برداری انجام شد. سپس در آزمایشگاه هدایت‌الکتریکی (EC) نمونه‌ها اندازه‌گیری شد. نتایج شبیه‌سازی نشان داد که مدل دقت مناسبی در شبیه‌سازی حرکت آب و غلظت کل املاح زه‌آب و پروفیل خاک دارد. مقادیر شاخص‌های آماری R2، RMSE و nRMSE در بخش اعتبارسنجی برای بار آبی به‌ترتیب برابر 982/0، 8/2 سانتی‌متر و 55/4 درصد و در بخش غلظت به‌ترتیب برابر 419/0، 035/0 میلی‌گرم بر سانتی‌متر مکعب و 56/10 درصد به‌دست آمد. هم‌چنین نتایج تحلیل حساسیت نشان داد که پارامترهای هدایت هیدرولیکی اشباع خاک و ضریب انتشارپذیری طولی با ضریب حساسیت به‌ترتیب 6/2 سانتی‌متر بر روز و 47/0 سانتی‌متر اثرگذاری بیش‌تری بر حرکت آب و املاح دارند.