شبیه سازی تغییرات سطح ایستابی و غلظت نیترات در اراضی شالیزاری با مدل DRAINMOD-N (مطالعه موردی: کاپیک)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه بوعلی سینا همدان

2 گروه آبیاری و آبادانی دانشگاه تهران

چکیده

در این تحقیق شبیهسازی تغییرات سطح ایستابی و غلظت نیترات آب زیرزمینی در کرت شالیزاری مجهز به سامانه زهکش
کنترل شده در مرکز ترویج و توسعه تکنولوژی هراز در استان مازندران انجام شد. برای شبیهسازی تغییرات کمی و کیفی
با اعمال آمار و اطلاعات اندازهگیری شده و کالیبره شده استفاده DRAINMOD-N آب زیرزمینی ناحیه زهکشی از مدل
گردید. این مدل با تغییر ضرایب معدنی شدن، دنیتریفیکاسیون و انتشارپذیری در دامنه قابل قبول، برای رسیدن به بهترین
0 و 5 بهدست آمد. تجزیه و تحلیل /4 ،0/ انطباق بین دادههای اندازهگیری و برآوردی، کالیبره شد و ضرایب به ترتیب 000035
نتایج به دو صورت ترسیمی و آماری بین مقادیر اندازهگیری شده و برآورد شده از مدل انجام شد. مقایسه آماری براساس
صورت گرفت. آمارههای فوق برای برآورد سطح (r) وضریب همبستگی (EF) کارایی مدل ، (MBE) مقادیر خطای متوسط
0 بهدست آمد / 0 و 99 / 0 میلیگرم بر لیتر، 97 / 0 و برای غلظت نیترات 61 / 0 و 80 / 3 سانتیمتر، 53 / آب زیرزمینی به ترتیب 38
DRAINMOD-N و حاکی از تطابق خوب مقادیر برآوردی در مقایسه با مقادیر اندازهگیری است. بدین ترتیب میتوان از
بهعنوان مدلی توانمند در پیشبینی و ابزاری برای مدیریت آب و آلودگی در ناحیه زهکشی به منظور کاستن از خطرات زیست
محیطی تغییرات ایجاد شده در اراضی شالیزاری استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Simulation of Water Table Fluctuations and Nitrate Concentration with DRAINMOD-N Model in Paddy Rice Field (Case Study: Capic)

نویسندگان [English]

  • H Noori 1
  • H Zare Abyaneh 1
  • A Liyagat 2
  • H Noori 2
چکیده [English]

In this study, simulations of water table fluctuations and nitrate concentration of groundwater were
investigated in paddy rice fields which were equipped with controlled drainage system. This research
was done in Haraz Technology and Development center in Mazandaran province north of Iran. For
simulating the qualitative and quantitative variations of groundwater surface in the drained area,
DRAINMOD-N model was applied using calibrated and measured data. It was necessary to calibrate
the mineralization, denitrification and dispersivity constants in acceptable range to achieve the best
fitness between the measured and simulated data. Therefore, the above constants were obtained
0.000035, 0.4 and 5 respectively. The analysis was done in graphical and statistical modes between
the measured and simulated data. The statistical comparison was done by the mean bias error
(MBE), model efficiency (EF) and correlation factor (r) indices. indices were achieved 3.38, 0.53,
and 0.80 for estimation of the ground water level and 0.61, 0.97, and 0.99 for the estimation of
nitrate concentration, respectively. The DRAINMOD-N model maybe used as a powerful model in
simulation and management of water pollution in drained area for reducing the environmental risks
which may be occurred in paddy rice fields.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Controlled drainage
  • DRAINMOD-N
  • Nitrate
  • Paddy rice field
  • Water Table
درزی ع. ۱۳۸۴ ، بررسی سیستم زهکشی زیرزمینی در اراضی شالیزاری با استفاده از نرم افزار
پایاننامه کارشناسی ارشد. رشته آبیاری و زهکشی موسسه آموزش عالی ابوریحان، دانشگاه تهران.
مجله .DRAINMOD-N رهبری پ، جبلی، س ج و لیاقت ع م، ۱۳۸۵ . شبیهسازی انتقال نیترات توسط مدل
.۳۲- کشاورزی، جلد ۸، شماره ۱،صص ۲۱
لیاقت، ع م و کاویانی ع، ۱۳۸۴ . شبیهسازی حرکت آب و املاح به طرف زهکشها با استفاده از نرمافزار
کارگاه آموزشی مدلسازی در آبیاری و زهکشی. .DRAINMOD
Breve MA, 1994. Modeling the movement and fate of nitrogen in artificially drained soils. PhD
thesis, North Carolina Sate University, Raleigh, NC.
Breve M, Skaggs RW, Parsons JE and Gilliam JW, 1997. DRAINMOD-N, a nitrogen model for
artificially drained soils. Trans. ASAE 40: 1067-1075.
Davidson JM, Graetz DA, Suresh P, Rao C and Selimm HM, 1987. Simulation of nitrogen
movement, transformations, and uptake in plant root zone. USEPA, EPA-600/3-78-029,
Athens, GA.
Desmond E, 2003. Studies including hydrologic modeling and data analysis at the Ohio
management system evaluation area. Ph.D thesis, Ohio State University.
Helwig TG, Madramootoo CA and Dodds GT, 2002. Modeling nitrate losses in drainage water
using DRAINMOD 5.0. Agric.Water Manag. 56: 153-168.
شبیهسازی تغییرات سطح ایستابی و غلظت نیترات در اراضی شالیزاری 109
Madramootoo CA, Dodds GT and Alikhani Z, 1994. Proceedings of a national policy workshop
on sustainable land and water resources management. Pp. 65. Agricultural and Biosystems
Department ofMcGill University. Canada.
Randall GW and Mulla DJ, 2001. Nitrate nitrogen in surface waters as influenced by climatic
conditions and agricultural practices. J Environ Qual 30: 337-344.
Salazar O, Westrom I, YoussefMA, Skaggs RW and Joel A, 2009. Evaluation of DRAINMOD-N
model for predicting nitrogen losses in loamy sand under cultivation in south-east Sweden.
Agric Water manag 96: 267-281.
Singh M, Bhattacharya AK, Nair TVR and Singh AK, 2002. Nitrogen loss through subsurface
drainage effluent in coastal rice field from India. Agric WaterManag 52: 249-260.
Skaggs RW, 1978. A water management model for shallow water table soils. Technical Report
No. 134 of the Water Resources Research Institute of the University of North Carolina. North
Carolina State University. Raleigh, NC.
Stoate C, Boatman ND, Boralho RJ, Rio Carvalho C, Desnoo GR and Eden P, 2001. Ecological
impacts of arable intensification in Europe. J Environ Manag 63: 337-365.
Wahba MAS, El-Ganainny M, Abdel-Dayem MS, Kandil H and Gobran A, 2002. Evaluation of
DRAINMOD-S for simulating water table management under semi-arid conditions. J Irrig and
Drain 51: 213-216.
Wang S, Prasher SO, Patel RM, Yang CC, Kim SH, Madani A, Macdonald PM and Robertson
SD, 2006a. Fate and transport of nitrogen compounds in a cold region soil using DRAINMOD.
Computer and Electronics in Agriculture 53: 113-121.
Wang X, Mosley CT, Frankenberger, JR and Kladivko EJ, 2006b. Subsurface drain flow and crop
yield predictions for different drain spacing using DRAINMOD. J of Agric Water Manag 79:
113–136.
Yang CC, Prasher SO, Wang S, Kim SH, Tan CH, Drury C and Patel RM, 2007. Simulation of
nitrate-N movement in southern Ontario, Canada with DRAINMOD-N. J Agric Water manag
87: 299-306.
Zhao SL, Huggins DR and Moncrief JF, 2000. Predicting subsurface drainage, corn yield, and
nitrate losses with DRAINMOD-N. J Environ Qual 29: 817-825.