مقايسه و ارزيابي روش هاي مختلف برآورد معكوس ضرايب معادله نفوذ در شرايط كشت داخل جويچه

Comparison and evaluation of different methods for inverse estimation of the infiltration equation parameters in vegetated furrows

ضرايب معادلات نفوذ نقش اساسي در ارزيابي و طراحي سامانه ­هاي آبياري دارند؛ به همين دليل براي افزايش بازده آبياري ضروري است كه اين ضرايب با دقت بالا تخمين زده شوند. در اين تحقيق، چهار روش تخمين معكوس ضرايب معادله نفوذ شامل دو نقطه ­اي، بهينه ­سازي چند سطحي، SIPAR-ID و IPARM با استفاده از داده­ هاي مزرعه ­اي در شرايط كشت داخل جويچه مورد ارزيابي و مقايسه قرار گرفتند. مطالعه مزرعه ­اي به منظور جمع ­آوري داده‌هاي مورد نياز در سال 1393 در كرج انجام گرديد. گياه مورد استفاده در اين تحقيق ذرت بود كه با دو دبي 0/29 و 0/44 ليتر در ثانيه، در هفت نوبت آبياري شد. بر اساس ضرايب تخميني معادله نفوذ، مدل IPARM با متوسط خطاي نسبي 1/24 و 1/52 درصد و روش بهينه ­سازي چند سطحي با متوسط خطاي نسبي 1/44 و 1/58 درصد در تخمين حجم آب نفوذ يافته در خاك بهترين عملكرد را به ترتيب در دبي‌هاي 0/29 و 0/44 ليتر در ثانيه داشتند. مدل SIPAR-ID در تخمين ضرايب معادله نفوذ در جويچه ­هاي كشت شده عملكرد ضعيف و با نوسانات زياد داشت. علاوه بر اين، روش دو نقطه ­اي نيز با متوسط خطاي نسبي كمتر از 10 درصد عملكرد قابل­ قبولي در تخمين حجم نفوذ يافته در اين بررسي ارائه داد.

The parameters of infiltration equations have a key role to evaluate and design irrigation systems. Therefore, in order to enhance irrigation efficiency, it is necessary that these parameters to be estimated precisely. In this study, four inverse estimation methods to predict the coefficients of infiltration equation including two-point method, multilevel optimization, SIPAR-ID, and IPARM in the vegetated furrows were assessed and compared together using the field data. The field study in order to collect required data was conducted in Karaj in 2014. Seven irrigation events were performed during the growing season of the maize with two inflow discharges of 0.29 and 0.44 l/s. Based on the estimated coefficients of infiltration equation, the IPARM model with average relative errors of 1.24 and 1.52 %; as well as the multilevel optimization method with average relative errors of 1.44 and 1.58 % had the best performance for inflow discharges of 0.29 and 0.44 l/s in estimating infiltrated water volume, respectively. The SIPAR-ID model had a poor and fluctuating performance in estimating the coefficients of infiltration equation in the vegetated furrows. Moreover, the two-point method presented an acceptable performance with average relative error less than 10 percent in estimating infiltrated water volume.