ارزیابی عملکرد مدل WASP برای شبیه سازی کیفیت زه آب اراضی شالیزاری واحد عمرانی F4 شبکه آبیاری زهکشی گیلان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه مهندسی آب، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

2 گروه علوم و مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه گیلان، رشت-ایران

3 استادیار گروه مهندسی آب دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان

چکیده

پژوهش حاضر با هدف ارزیابی مدل WASP7.3در شبیه‌سازی کیفیت زه‌آب اراضی شالیزاری روستاهای نوده و نوپاشان شهرستان صومعه‌صرا واقع در واحد عمرانی F4شبکه آبیاری و زهکشی سفیدرود انجام شد. برای ارزیابی مدل، دبی زهکش و وضعیت کیفی زه‌آب در نه نقطه در طول زهکش و نه ورودی و یا خروجی زهکش اندازه‌گیری و به مدل معرفی شد. تحلیل حساسیت مدل نشان داد که در شبیه‌سازی شوری و نیترات، دبی زه‌آب موثربود و در شبیه‌سازی ارتوفسفات و آمونیوم علاوه‌بر دبی زه‌آب و ضریب پخشیدگی، ضرایب تفکیک فسفات در ستون آب (ارتوفسفات)، نرخ نیتریفیکاسیون و ضریب دمای نیتریفیکاسیون (آمونیوم) موثرتر بودند. نتایج شبیه‌سازی نشان داد که مدل پارامترهای دبی، نیترات، ارتوفسفات، آمونیوم، نیاز بیولوژیکی اکسیژن، اکسیژن محلول و شوری را به ترتیب با جذر میانگین مربعات خطای نرمال شده 166/0، 176/0، 143/0، 283/0، 148/0، 179/0، 156/0 شبیه‌سازی کرد. با توجه به نتایج، دقت شبیه‌سازی مدل در منطقه برای پارامترهای مورد بررسی (به‌غیر از آمونیوم) در طبقه‌بندی خوب و قابل قبول قرار گرفت که برای شبیه‌سازی کیفیت زه آب قابل توصیه است. استفاده از مدل مزبور در زهکش‌های اصلی اراضی شالیزاری که نسبت به زهکش‌های مزرعه تعداد کمتری ورودی زه‌آب دارند، به دلیل محدودیت مدل در دریافت تعداد تابع تغییرات دبی نقاط ورودی و خروجی زه‌آب به کانال زهکش، می‌تواند منجر به بهبود نتایج شبیه‌سازی شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluating Performance of WASP Model to Simulate Drain Water Quality of Paddy Fields of Unit F4 of Guilan Irrigation and Drainage Network

نویسندگان [English]

  • Mahsa Hasanpour Nodehi 1
  • Maryam Navabian 2
  • Mehdi Esmaeili Varaki 3
1 Water Eng. Department, Faculty of Agricultural Science, University of Guilan, Rasht, Iran
2 Water science and engineering department, agricultural faculty of university of guilan, Rasht-Iran.
چکیده [English]

The purpose of this study was to evaluate WASP7.3 model in simulation of drainage water quality of paddy fields in Nodeh and Nopashan villages of Someh Sara township located in F4 unit of Sefidrood irrigation and drainage network. To evaluate the model, drainage discharge and drain water quality at nine sections of drainage and nine drainage inlets and outlets were measured and introduced to the model. Model sensitivity analysis showed that in simulation of salinity and nitrate, drainage discharge was effective, while in simulation of orthophosphate and ammonium, in addition to drainage discharge and diffusion coefficient, phosphate dissociation coefficients in water column (orthophosphate), nitrification rate, and temperature coefficient of nitrification (ammonium) were more sensitive. Results showed that discharge, nitrate, orthophosphate, ammonium, biological oxygen demand, dissolved oxygen, and salinity were simulated with normalized root-mean-square error of, respectively, 0.166, 0.176, 0.143, 0.283, 0.148, 0.179 and 0.156. According to the results, the accuracy of the model simulation in the study area was classified as acceptable for all parameters, except for ammonium, and is recommended for simulating drain water quality. Due to the limitation of the model to obtain the number of discharge functions of the input and output sources to the drainage channel, application of the model in the main paddy field drainage canals that have fewer inputs than field drainage, can improve the simulation results.

کلیدواژه‌ها [English]

  • : Drain water ammonium
  • Discharge rate
  • Drain water nitrate
  • Orthophosphate
  • Rice
  • Drain water salinity

مراجع

  1. خسروی‌نیا، ا. گلمایی، ح. و ضیا تبار احمدی، م. 1388. مدیریت کیفی سیستم‌ها رودخانه‌ای به‌وسیله مدل ریاضی WASP (مطالعه موردی رودخانه کارون). پنجمین همایش علوم و مهندسی آبخیزداری ایران. کرج. انجمن آبخیزداری ایران. 2025-2016.
  2. رزمخواه، ه. و نیاورانی، م. 1387. تجزیه و تحلیل تأثیرات منابع آلاینده بر کیفیت آب رودخانه کر با کاربرد شبیه WASP. مجله مهندسی آب. 1: 52-43.
  3. شکری، س. هوشمند، ع. و معاضد، ه. 1394. شبیه‌سازی کیفی آمونیوم و نیترات در طول رودخانه گرگر با استفاده از مدل QUAL2KW. نشریه اکوبیولوژی تالاب. 23: 68-57.
  4. علیزاده، ا. 1386. طراحی سیستم‌های آبیاری. جلد اول. دانشگاه امام رضا (ع). مشهد.452 صفحه.
  5. نوابیان، م. محمدپور، ز. وظیفه ‌دوست، م. اسمعیلی ورکی، م. و شیخی گراکویی، ک. 1394. برآورد بار آلودگی نیترات و فسفات اراضی شالیزاری با استفاده از مدل WASP و تصاویر ماهواره‌ای (مطالعه موردی: رودخانه پسیخان). نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 4(9): 635-624.
    1. Aliverdi, A., and H. Eslami. 2014. Modeling of BOD and ammonia in Karkheh river using WASP6. Bulletin of Environment, Pharmacology and Life Sciences, 4:1-9.
    2. Allam A., Fleifle, A., Tawfik, A., Yoshimura, C., and A. El-Saadi. 2015. A simulation-based suitability index of the quality and quantity of agricultural drainage water for reuse in irrigation. Science of the Total Environment, 536:79-90.
    3. Ajeagah, G.A., Abanda, B., Victorians, W., and E. Nkeng George. 2017. An application of a water assessment and simulation model in the remediation of the eutrophication capacity of tropical water system: Case study the Lake Obili in Yaounde (Cameroon). Journal of Water and Land Development, 33:11-22.
    4. Chin David, A. 2006. Water-quality engineering in natural systems. John Wiley and Sons, Inc. Hoboken. New Jersey.601 pages.
    5. Fischer H.B., List, E.J., Koh, R.C.Y., Imberger, J., and N.H. Brooks. 1979. Mixing in Inland and Coastal Waters. Academic Press. New York. 483 pages.
    6. Jamieson, P., Porter, J., and D. Wilson. 1991. A test of the computer simulation model ARC-WHEAT1 on wheat crops grown in New Zealand. Journal of Field Crops Research, 27:337-350.
    7. Kiely, G. 1997. Environmental engineering. McGraw-Hill. New York. 979 pages.
    8. McCutcheon, S.C. 1985. Water quality and stream flow data for the West Fork Trinity River in Fort Worth. TX, Water-Resources Investigations Report. U.S. Geological Survey Washington DC. 84-4330.
    9. Moses Sheela, A., Janaki, L., Joseph, S., and J. Joseph. 2015. Water quality prediction capabilities of WASP model for a tropical lake system. Journal of Lakes & Reservoirs Research and Management, 20(4):  285-299.
    10. Novotny, V. 2003. Water Quality: Diffuse Pollution and Watershed Management, 2nd Edition, Wiley, New York. 888 pages.
    11. Rice, E.W., Baird, R.B., and A.D. Eaton. 2017. Standard methods for the examination of water and wastewater, American Public Health Association, American Water Works Association. Water Environment Federation.
    12. Tchobanoglous, G., and E.D. Schroeder. 1985. Water Quality. Addison-Wesley Addison-Wesley Publishing Company, Massachusetts.
پژوهش آب در کشاورزی
دوره 33، شماره 4
دی 1398
صفحه 551-564

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار