توسعة رابطۀ برآورد نفوذ آب در خاك با استفاده از مقياس‌سازي در آبياري جويچه‌اي

Use of Scaling in Developing an Equation to Estimate Infiltration of Water in Soil in Furrow Irrigation

تغييرات مكاني و زماني نفوذ، مديريت سيستم­ هاي آبياري سطحي و به ويژه آبياري جويچه ­اي را پر هزينه، زمان­بر و پيچيده مي­سازد. در آبياري جويچه ­اي، پارامترهاي نفوذ براي دبي­هاي ورودي متفاوت، شكل هندسي جويچه و مقدار آب خاك، متغير هستند و از اين­رو ارائةرابطه ­اي كلي براي نفوذ دشوار است. يكي از روش­هاي مناسب براي تعيين رابطۀ كلي نفوذ، استفاده از مقياس‌سازي است. در اين مقاله نشان داده شده كه به كمك آناليز ابعادي و با استفاده از داده ­هاي 12 آزمايش آبياري جويچه ­اي متفاوت كه هر يك 15 نوبت تكرار شده است، رابطه‌اي براي مقياس ­سازي مشخصه­ هاي نفوذ آّب در خاك به دست آمده است. مقادير R2و RMSE براي واسنجي رابطۀ پيشنهادي به ترتيب برابر 0/984 و 0/0199 محاسبه شد. علاوه بر اين، پس از راست ­آزمايي رابطه استخراجي، مقدار بالاي ضريب R2 (98/0>) و مقدار اندك آماره RMSE (01/0<) نشان از دقت مناسب مدل دارد. مقايسة اين رابطه با روابط ارائه شده در پژوهش­ هاي گذشته، به دو دليل برتري رابطۀ حاضر را نشان مي‌دهد: 1) نياز به داده ­هاي ورودي كم­تر (دبي ورودي، عمق آب در جويچه، زمان آبياري و زمان پيشروي)، و2) اندازه ­گيري آسان­تر داده­هاي ورودي.

The management of surface irrigation systems, specifically furrow irrigation, is costly, time-consuming, and complicated because of spatial and temporal variations of infiltration. The infiltration parameters for inflow discharge, furrow geometry, and soil water content vary for furrow irrigation; consequently, it is difficult to present a general equation for infiltration. Scaling is a suitable method of obtaining a general relationship for infiltration. The present study developed an appropriate equation for scaling of infiltration components using dimensional analysis and irrigation test datasets with 15 replicates for 12 distinctive furrows. Calibration of the proposed equation produced R2 and RMSE values of 0.984 and 0.0199, respectively. The results for validation of the equation demonstrated high R2 values (>0.98) and low RMSE values (<0.01), which reflects the accuracy of this model. A comparison of the proposed model and published equations revealed the superiority of the proposed equation. The advantages include the need for less data (inflow discharge, flow depth in furrow, irrigation time, and advance time) and ease of measurement of the required inputs.