بخشی از مقاله
چکیده
مدل Drainmod برای شبیه سازی زهکشی، سطح ایستابی و مدیریت آب در مزارع کشاورزی کاربرد دارد.اساس مدل تعادل آب در پروفیل خاک است و از اطلاعات مختلف از جمله هواشناسی استفاده میکند. این مدل توسط اسکگز در سال 1980 توسعه یافت که بررسی ارائه شده درمورد ورﮊن 5.1 مدل است که قابل کاربرد در ویندوزهای 95، 98، 2000، N T و XP با حداقل 16 مگابایت RAM است. در این مدل شکل سطح ایستابی بهصورت نیمهبیضی فرض میشود و فرضیات Dupuit- Forchhiemer در نظر گرفتهمیشود. این مدل اولین بار توسط SCS در ایالت کارولینای شمالی در آمریکا مورد ارزیابی قرار گرفت و نتایج این ارزیابی و ارزیابی های دیگر نشان میدهد که مدل قادر است ارقام اندازه گیری شده را بادقت خوبی پیش بینی نماید. مدل برای شرایط مختلف خاک و سطح ایستابی کاربرد دارد و شبیه سازی سیستم های مختلف زهکشی و زهکشی کنترل شده شامل آبیاری زیر زمینی با استفاده از مدل امکان پذیر است. در این مقاله نصبوراه اندازی ورﮊن جدید مدل در محیط ویندوز با نمونه مثالهای گرافیکی از نتایج خروجی بررسی خواهد شد.
واﮊه های کلیدی :مدل Drainmod، زهکشی، آبیاری زیر زمینی، کنترل سطح ایستابی
مقدمه
یکی از مدلهاییکه به منظور شبیه سازی مدیریت آب در سطح وسیعی بهکار گرفته شده است مدل Drainmod میباشد - اسکگز . - 1982 این مدل میتواند موقعیتهای مختلف سطح ایستابی را برای محاسبه بیلان آبی مقطعی از خاک که بین دو زهکش قرار گرفته اند، شبیهسازی کند. شرح تصویری این مدل در رابطه با پارامترهای بیلان آبی در شکل 1 نشان داده شده است. مدل Drainmod افزون به اجزای هیدرولوﮊیکی میتواند استراتژیهای متفاوت مدیریت سطح ایستابی را در رابطه با بازده محصول بررسی کند. الگوریتم مدل به گونه ای است که میتواند کاهش عملکرد را نیز در صورت وجود تنش آبی بر آورد و ارائه نماید.
از این مدل میتوان برای شرایط مختلف خاک به منظور شبیه سازی سیستمهای زهکشی سطحی، زهکشی زیر زمینی و زهکشی کنترل شده شامل آبیاری زیرزمینی استفاده نمود. مدل به منظور بررسی استراتژیهای مختلف مدیریت سطح ایستابی و مقایسه آن با ارقام واقعی در چندین منطقه آمریکا مورد بررسی قرارگرفته است . نتایج به دست آمدهاز آزمایشهای هشت ساله اسکگز و همکاران در سال 1981 در شرایط زهکشی سطحی تنها، زهکشی زیرزمینی تنها و یا ترکیبی از هر دو هماهنگی مطلوبی بین ارقام به دست آمده از مدل و آزمایشهای حجم رواناب برای هر سه حالت را نشان میدهد. در سال 1982 اسکگز همبستگی مطلوبی بین ارقام حاصل از مدل و اعداد واقعی سطح ایستابی در شرایط آبیار ی زیرزمینی و زهکشی کنترل شده به دست آورد.
آزمایشات دیگر در منطقه کالیفرنیا نتایج رضایت بخشی در مورد نوسانات سطح ایستابی بین ارقام محاسبه شده و مشاهده شده را نشان داد. دقت مدل بستگی به تعداد ورودیهای مربوط به مزرعه دارد و به هدایت هیدرولیکی اشباع و خصوصیات خاک در ارتباط با تبخیر و تعرق و موازنه آب در منطقه غیر اشباع حساس است. اگر چه این مدل توانایی شبیه سازی همه جانبه حرکت آب در پروفیل خاک را دارد ولی محدودیتهایی هم دارد از جمله محدودیتهای مدل توصیه کاربرد آن در شرایط اقلیم مرطوب، موازی بودن زهکشها در شرایط زهکشی زیرزمینی، کاربرد مدل در شیب کمتر از %5 و عدم کاربرد مدل در شرایط یخبندان است.
مواد و روشها
محتویات این مدل در چهار دیسک شامل فایلهای ورودی، خروجی و اجرایی در حالت Winzipقرار دارد. دسترسی به این چهار دیسک از طریق اینترنت از آدرس زیر امکانپذیر است. - www.bae.ncsu.edu/soil_water/drainmod/dmversions.htm-9k - برای نصب مدل، دیسک1 را در فلاپی دیسک قرار دهید. از نوار وظیفه - - Taskbar روی دکمه شروع - Start - سپسSetting و Control pannel کلیک کرده و با انتخاب آیکن Add/Remove روی دکمه Installدر زیر دکمه Install/Uninstall کلیک کرده و با انتخاب اولین دیسک روی Next و سرانجامFinish کلیک میکنیم. در حین نصب برنامه در مورد جایگزین شدن فایلهای قدیمی با فایلهای جدید سؤال میشود. اگر گزینه Yes انتخاب شود فایلها جدید میشوند و نصب ادامه مییابد. اما چنانچه گزینه N o انتخاب شود فایلها جدید نمیشوند و قبل از اتمام، نصب برنامه خاتمه مییابد.
بعد از نصب دیسک 1 دیسک 2و3و4 جهت نصب به ترتیب در فلاپی دیسک قرار میگیرد. در پایان یک پیام حاوی نصب موفق برنامه برروی صفحه ظاهر میشود.مدل Drainmod شامل مدل شبیه سازی درین مد و تعدادی برنامه پشتیبان است. درین مد در یک دایرکتوری تحت نام درین مد یا در یک شاخه خاص انتخابی توسط کاربر نصب میگردد.دایرکتوری درین مد شامل زیر شاخه های زیر است : : Models شامل فایلهای اجرایی و سایر برنامه های کمکی : Inputs شامل فایلهای ورودی برای شبیه سازی : Outputs حاوی فایلهای خروجی: Weather شامل اطلاعات ورودی هواشناسی : Crops حاوی اطلاعات ورودی مربوط به محصول: Soils حاوی اطلاعات مربوط به خاک Crops, Weather, Soils, Inputs قرار داده های ورودی در این مدل در زیرشاخه های میگیرند.
این فایلها شامل پسوندهای SIN ,DMS ,DMN ,GEN ,PRJ و CIN هستند. فایل پروﮊه - با پسوند - PRJ حاوی یک لیست از اسم فایلها و گزینه انتخاب برای شبیه سازی است.فایل ورودی - با پسوند - GEN حاوی اکثر اطلاعات ورودی است که در طول ارزیابی طراحی سیستم تغییر میکند. پارامترهای این فایل حاوی عنوان شبیه سازی، داده های هواشناسی،داده های مدیریت آب، نام فایل داده های هواشناسی، پارامترهای طراحی سیستم زهکشی،پارامترهای مربوط به سرریز، هدایت هیدرولیکی اشباع، ورودیهای مربوط به شیب و تراوش، تنش یاکمبود آب، شرایط عبور و مرور روی خاک و عمق ریشه است.فایل ورودی - با پسوند - SIN حاوی اطلاعات خاک است. این داده ها شامل منحنی هایرطوبتی خاک، ارتباط حجم زهکشی و جریان روبه بالا با عمق سطح ایستابی و پارامترهای معادله نفوذ گرین و آمپت - - Green and Ampt است.
فایل ورودی - با پسوند - CIN حاوی داده های لازم جهت شبیه سازی عملکرد نسبی محصول است. این فایل حاوی اطلاعات تعیین تأثیر تأخیر تاریخ کاشت، آب اضافی و کمبود آب در عملکردمحصول است.پارامتر ورودی نیتروﮊن در فایل - با پسوند - DMN حاوی داده های لازم برای اجرای مدل شبیهسازی Drainmod-N است. این فایل حاوی ضرایب پراکندگی، ثابتهای نسبی، کاربرد نیتروﮊن، سرعت برداشت توسط گیاه، پارامترهای درجه حرارت خاک و حجم اولیه نیتروﮊن درخاک است.پارامتر ورودی شوری در فایل - با پسوند - DMS حاوی داده های لازم برای اجرای مدل شبیه سازی Drainmod-S است. این فایل حاوی غلظت اولیه نمک در خاک، ضریب پراکندگی و محدودیتهای رسوب نمک است.
تمام فایلهای خروجی همنام فایل با پسوند P R J است که پسوند فایلها بیان کننده نوع فایل خروجی است. این فایلها در زیر شاخه Output ذخیره میشوند.فایل با پسوند RNK حاوی رده بندی سالانه پارامترهایی مانند روزهای کار و عملکرد نسبی است.فایل با پسوند YR حاوی پارامترهای شبیه سازی شده به صورت نمایش سالانه است. همچنین گزینه انتخاب فایل خروجی بصورت روزانه با پسوند DAY یا ماهیانه با پسوند MON وجود دارد.فایل با پسوند YLD حاوی عملکردهای نسبی محصول میباشد.فایل با پسوند CRO خلاصه ای از داده های ورودی را بیان میکند که میتواند در یک فایل با پسوند OUT ذخیره شود.همچنین میتوان فایلهای خروجی با پسوند P L T برای نشان دادن روزانه عمق سطح ایستابی، حجم آب زهکشی و سایر پارامترهای هیدرولوﮊیکی برای هر سال را تشکیل داد.
