امكان سنجي كاربرد الگوريتم بهينه سازي تكامل تفاضلي براي تخمين ضريب يكنواختي توزيع آب در سيستم آبياري باراني با آبپاش zb

كمبود و محدوديت منابع آب، خصوصاً در ايران، شرايطي را مي طلبد كه از آب موثرترين استفاده صورت گرفته و تا حد امكان از تلفات آن جلوگيري به عمل آيد. يكي از پارامترهاي مهم در آبياري، ضريب يكنواختي توزيع آب (CU) در آبياري باراني مي باشد. مقدار CU حاصل از هر آب پاشي در مقادير مختلف فشار كاركرد آب پاش (P)، ارتفاع پايه آب پاش (RH)، فاصله آب پاش ها روي لوله هاي جانبي (Sl) و فاصله لوله هاي جانبي از يكديگر (Sm)تغيير مي كند.تعيين بهترين تركيب از پارامترهاي فوق كه بيشترين ضريب CUرا حاصل نمايد، همواره مورد نظر كاربران بوده است. در اين پژوهش، مقادير ضريب CU آب پاش مدل zb ، ساخت ايران، در سه تيمار مختلف فشار كاركرد آبپاش (5/2، 3 و 5/3 اتمسفر)، دو تيمار ارتفاع پايه آبپاش (60 و 100 سانتي متر) و هفت تيمار آرايش شبكه آبپاش ها (Sl× Sm) شامل 12×9، 15×9، 12×12، 12×15، 18×12، 15×15، 18×15 متر در ايستگاه تحقيقات پنبه هاشم آباد گرگان اندازه گيري شد و با استفاده از الگوريتم تكامل تفاضلي (DE)و كاربرد نرم افزار Matlab بهينه گرديد و رابطه اي با بهينه ترين ضرايب براي تخمين مقدار CU به دست آمد. اين الگوريتم، ضريب مقياس (F) و ضريب احتمال تركيب (CR) را برابر 2 و 5/0 با تعداد جمعيت 100 عضوي و تعداد نسل (تكرار) 1000 بار، بهترين جواب را ارايه مي كند. نتايج اين الگوريتم داراي خطاي مطلق 2/2% با نتايج اندازه گيري شده دارد. همچنين، مقادير پارامتر ويلموت (d) و جذر ميانگين مربع خطا (RMSE) به ترتيب برابر 919/0 و 126/2 به دست آمد كه نشان دهنده دقت بالاي اين مدل بهينه براي برآورد ضريب يكنواختي پخش مي باشد.

Limited water resources, especially in Iran, require most effective method of water use to avoid losses. One of the important parameters in irrigation is water distribution uniformity coefficient (CU) in sprinkler irrigation. CU in every irrigation depends on pressure heads (P), riser height (RH), distance between sprinklers on lateral pipes (Sl), and the distance between lateral pipes (Sm). The best combination of the above parameters for maximum CU is still unknown for users. In this research, CU values of zb model sprinkler (made in Iran) were measured at Hashemabad Cotton Research Station of Gorgan under 3 different pressure heads (2.5, 3, and 3.5 atm), 2 riser elevation (60 and 100 cm) and 7 sprinkler arrangements (Sl×Sm including 9×12, 9×15, 12×12, 15×12, 12×18, 15×15, 15×18m). By using differential evolution algorithm (DE), CU equation was optimized and the best optimized coefficient was obtained. In this algorithm, the coefficients F and CR were equal to 2 and 0.5, respectively, with a population of 100 members and 1000 number of generations (iterations), providing the best results. Absolute error between the results of this algorithm with the measured results was 2.2%. Also, Wilmot (d) and the root-mean square error (RMSE) values were equal to 0.919 and 2.126, respectively. The results showed that this algorithm had high accuracy to estimate water distribution uniformity coefficient.