مقايسه عملكرد مدل‌هاي هيدروليكي مختلف و ارائه مدل تركيبي BMA به‌منظور شبيه‌سازي حركت آب در خاك

Comparing the performance of different hydraulic models and provide a BMA model to simulate water movement in soil

تاكنون مدل­هاي هيدروليكي مختلفي براي تعيين هدايت هيدروليكي غير­اشباع در خاك ارائه شده است، اما در تحقيقات اندكي توانايي اين مدل­ها در شبيه­ سازي نحوه حركت آب در خاك ارزيابي شده است. لذا در مطالعه حاضر، عملكرد 5 مدل هيدروليكي مختلف ارائه شده در مدل HYDRUS-2D ، از جمله مدل­هاي ون­گنوختن-معلم، ون­گنوختن اصلاح شده، كوسوگي، بروكس-كوري و دورنر در شبيه ­سازي پروفيل رطوبتي آبياري قطره­اي سطحي مورد ارزيابي قرار گرفت. علاوه بر اين به منظور بهبود نتايج بدست آمده، يك مدل تركيبي با استفاده از روش ميانگين ­گيري بيزي (BMA) بر مبناي وز ن­دهي به عملكرد مدل­هاي هيدروليكي مذكور ارائه شده است. به منظور بررسي عملكرد مدل­هاي مختلف، آزمايشي با روش آبياري قطره­اي T-Tape در مزرعه­اي با خاك لوم رسي انجام گرفت. مقايسه نتايج مقادير شبيه ­سازي با مقادير اندازه ­گيري شده رطوبت حجمي خاك در زمان­هاي آبياري 8 و 24 ساعت و با استفاده از پارامتر­هاي مجذور ميانگين مربعات خطا و ريشه ميانگين مربعات خطاي نرمال­ شده انجام گرفت. براساس نتايج بدست آمده، ريشه ميانگين مربعات خطاي نرمال شده­ ي پيش­بيني رطوبت حجمي خاك براي زمان­هاي 8 و 24 ساعت به ترتيب در محدوده 20 تا 29 و 26 تا 39 درصد و مجذور ميانگين مربعات خطا براي زمان­هاي 8 و 24 ساعت به ترتيب در محدوده 04/0 تا 06/0 و 05/0 تا 09/0 (cm3cm-3) بدست آمد. مقدار متوسط ضريب تعيين براي زمان­هاي 8 و 24 ساعت به ترتيب، 93/0 و 89/0 بدست آمد

There are several different hydraulic models to estimate unsaturated conductivity, but a few researches have evaluated the ability of these models for simulation of water movement in porous media. In this study, we evaluated the performance of 5 different hydraulic models, which used in HYDRUS-2D model (van Genuchten-Mualem, modified van Genuchten, Brooks and Corey, Kosugi and Durner) in simulation of water content profile in surface drip irrigation. Moreover, in order to improve results, a combinational averaging model using BMA method, based on weighting to the hydraulic models performance is presented. In this study, a sandy-loam soil was irrigated using T-Tape drip tubing. Two drip irrigation trials (8 and 24 hour) were carried out. Evaluation of simulated and measured soil water content was performed by using adjusted coefficient of correlation, RMSE and normalized root mean square errors (NRMSE). Based on the results, the NRMSE in soil water content prediction for 8 and 24 (hour) times was calculated in the range of 20 to 29 and 26 to 39 percent, respectively. In addition, the RMSE for 8 and 24 (hour) times was calculated in the range of 0.04 to 0.06 and 0.05 to 0.09 (cm3cm-3), respectively. The average regression coefficient for 8 and 24 (hour) times was calculated 0.93 and 0.89, respectively.