Journal of Water and Soil Science

fa ارزیابی مدل Hydrus-1D در پیش‌بینی هدایت الکتریکی و یون‌های پروفیل خاک (مطالعه موردی؛ کشت نیشکر تحت تنش شوری) Assessment of Hydrus-1D Model to Predict Electrical Conductivity and the Ions of Soil Profile (Case Study: Sugarcane under Salinity Stress) عمومی Ggeneral پژوهشي Research در پژوهش حاضر از نرم‌افزار  Hydrus-1D جهت شبیه‌سازی میزان هدایت الکتریکی، اسیدیته و یون‌های سدیم، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، کلر و سولفات پروفیل خاک استفاده گردید. آزمایش‌های مزرعه‌ای در مرکز تحقیقات نیشکر برروی نیشکر واریته CP48-103 با یک تیمار آب کارون و سه تیمار زه‌آب رقیق شده با سه تکرار انجام شد. نمونه‌برداری از سه عمق صفر تا 30، 60-30 و 90-60 سانتی‌متری قبل از هر آبیاری انجام و در آزمایشگاه هدایت الکتریکی و آنیون‌ها و کاتیون‌ها عصاره اشباع خاک اندازه‌گیری گردید. با هدف صحت‌سنجی نرم‌افزار Hydrus-1D ابتدا آنالیز حساسیت و واسنجی انجام شد. آنالیز حساسیت مدل نشان داد که نرم‌افزار نسبت به رطوبت حجمی اشباع حداکثر حساسیت را دارا می‌باشد. کمترین حساسیت مدل نسبت به عکس پتانسیل ورود هوا به داخل خاک، پارامتر پیچ و خم (تورجسیتی) در تابع جریان و رطوبت حجمی باقیمانده بوده و نسبت به هدایت هیدرولیکی اشباع حساسیت متوسط دارد. همچنین مدل نسبت به پارامتر تجربی شکل منحنی رطوبتی خاک حساس نمی‌باشد. از واسنجی مدل ضرایب هدایت هیدرولیکی اشباع، رطوبت حجمی باقیمانده، رطوبت حجمی اشباع، عکس پتانسیل ورود هوا به خاک، پارامتر تجربی شکل منحنی رطوبتی خاک و پارامتر تورجسیتی در تابع جریان به‌ترتیب (cm/day) 18 ،(cm3/cm3) 04/0، (cm3/cm3) 63/0، (cm -1)012/0، 2/1 و 6/0 به‌دست آمدند. نتایج صحت سنجی مدل نشان داد که ضریب تعیین برای تمام پارامترهای مورد بررسی بیش از 85% به‌دست آمده که بیانگر توانایی مدل در شبیه‌سازی میزان هدایت الکتریکی، اسیدیته، آنیون‌ها و کاتیون‌ها را می‌باشد. در مدل‌سازی صورت گرفته مقدار NRMSE بین 11 تا 18 درصد به‌دست آمده که عملکرد مناسب مدل را نشان می‌دهد. مقدار معیار کارایی نش- ساتکلیف بین 72/0 تا 8/0 بیانگر تطابق مناسب مدل با واقعیت می‌باشد. ضریب باقیمانده در این مقاله برای هدایت الکتریکی، اسیدیته و یون‌های سدیم، پتاسیم، کلسیم و منیزیم منفی و برای کلر و سولفات مثبت برآورد شده است.   In the present study Hydrus-1D software was used to simulate electrical conductivity, pH and sodium, potassium, calcium, magnesium, chloride and sulfate ions. Field experiments were performed at the Sugarcane Research Center located in south of Ahvaz on sugarcane varieties CP48-103 with four water treatments (one treatment was Karun river water and three treatments were diluted drainage water) and three replications. The samples were collected from 0-30, 30-60 and 60-90 cm soil depth before irrigation and electrical conductivity and anions and cations of soil were measured in the laboratory. Sensitivity analysis and calibration were first performed with the aim of verifying the Hydrus-1D software. The sensitivity analysis indicated that the software had maximum sensitivity to the saturated volumetric water content. Minimum sensitivity was for the inverse of the air-entry suction, tortuosity parameter, residual volumetric water contents and moderate sensitivity was for hydraulic conductivity at natural saturation. Also, the software did not show any sensitivity to empirical parameter related to the pore size distribution that is reflected in the slope of water retention curve. In calibration stage the amount of hydraulic conductivity at natural saturation, residual volumetric water contents, saturation volumetric water contents, the inverse of the air-entry suction, empirical parameter related to the pore size distribution and tortuosity were obtained as 18 (cm/day), 0.04 (cm3/cm3), 0.63(cm3/cm3), 0.012 (cm-1), 1.2 and 0.6 respectively. The results showed that the coefficient of determination of all parameters was more than 0.85 which confirms the appropriate capabilities of the model in simulation of electrical conductivity, pH, anions and cations. In the modeling carried out the amount of NRMSE was between 11 and 18 percent which indicates good performance of the model. The Nash-Sutcliffe efficiency criterion was obtained 0.72 to 0.8 that indicates a good match of the model with reality. The coefficient of residual mass in this paper was positive for electrical conductivity, pH and sodium, potassium, calcium, magnesium and negative for chloride and sulfate. The positive and negative coefficient of the residual mass shows less and over estimation of the model.   زه‌آب, مدل Hydrus-1D , نیشکر Drainage water, Hydrus-1D model, Sugarcane. 231 241 http://jstnar.iut.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-3363-1&slc_lang=fa&sid=1 M. Golabi منا گلابی mona_golabi@yahoo.com Yes 1. Dept. of Irrigation and Drainage, Faculty of Water Sci. Eng., Shahid Chamran Univ. of Ahvaz, Ahvaz, Iran. 1. گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز M. Albaji محمد الباجی No 1. Dept. of Irrigation and Drainage, Faculty of Water Sci. Eng., Shahid Chamran Univ. of Ahvaz, Ahvaz, Iran. 1. گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز A. Naseri عبدعلی ناصری No 1. Dept. of Irrigation and Drainage, Faculty of Water Sci. Eng., Shahid Chamran Univ. of Ahvaz, Ahvaz, Iran. 1. گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز