شبیه سازی فرآیند انتقال نیترات خاک تحت روش آبیاری سنترپیوت با استفاده از مدل بهینه ساز HYDRUS-PSO

یکی از مسائل مهم و چالش برانگیز در کشاورزی و محیط زیست در طی چند دهه گذشته، آلودگی منابع آب و خاک است. از این رو، در این تحقیق با استفاده از الگوریتم بهینه ساز ازدحام ذرات برآرود پارامترهای هیدرولیکی و انتقال املاح در خاک تحت روش آبیاری سنترپیوت انجام شد و نتایج حاصل از بهینه سازی در شبیه سازی انتقال رطوبت و نیترات خاک در امتداد پروفیل خاک به منظور بررسی میزان آلودگی خاک در یک مزرعه تحت کشت یونجه چهارساله بکار گرفته شد. بدین منظور پروفیلی در مزرعه مورد نظر حفاری و روند تغییرات غلظت نیترات و آمونیوم خاک در امتداد پروفیل خاک در بازه های زمانی مختلف اندازه گیری شد. همچنین الگوریتم بهینه ساز ازدحام ذرات به مدل HYDRUS، لینک و پارامترهای حاکم در فرآیند انتقال نیترات و رطوبت خاک تحت شرایط مدیریتی برآوردگردید. نتایج حاصل نشان داد که مدل HYDRUS-PSO جریان آب در خاک با NSE برابر با ۰.۸۹ و RMSE ۰.۰۰۱، انتقال آمونیوم را با NSE ۰.۹۸ و RMSE ۰.۰۰۱ و انتقال نیترات را با NSE ۰.۹۴ و RMSE ۰.۰۳۵ در لایه سطحی خاک به خوبی شبیه سازی کرد. همچنین ارزیابی مدل در لایه زیرین نشان داد که مدل HYDRUS-PSO با NSE برابر ۰.۹۴، ۰.۹۶و ۰.۹۷به ترتیب روند تغییرات رطوبت، آمونیوم و نیترات خاک را به خوبی برآورد نمود. با توجه به نتایج حاصل می توان ذکر نمود که مدل HYDRUS-PSO در روش آبیاری سنترپیوت توانسته به خوبی روند تغییرات رطوبت و املاح خاک در امتداد پروفیل را شبیه سازی کند. بنابراین می توان از الگوریتم های فراابتکاری در برآورد پارامترها به عنوان یک ابزار توانمند و کاربردی در جهت افزایش کارایی مدل های عددی در مطالعات آب و خاک بهره گرفت.

کلیدواژه ها:

آلودگی خاک ، الگوریتم فراابتکاری ، املاح خاک و مدل عددی