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، اقدام به برآرود پارامترهای هیدرولیکی و انتقال املاح در خاک تحت روش آبیاری سنترپیوت 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 برآرودگردید. نتایج حاصل نشان داد که مدل HYDRUS-PSO با NSE توانست جریان آب در خاک، انتقال آمونیوم در خاک و نهایتا انتقال نیترات در لایه سطحی خاک را با دقتی به ترتیب برابر با ۸۹/=۰ NSE و ۰۰۱/=۰ RMSE؛ ۹۸/=۰ NSE و ۰۰۱/=۰ RMSE و ۹۴/=۰ NSE و ۰۳۵/=۰ RMSEبه خوبی شبیه سازی کند. همچنین ارزیابی مدل در لایه زیرین نشان داد که مدل HYDRUS-PSO با NSE برابر ۹۴/۹۶،۰/۰ و ۹۷/۰به ترتیب روند تغییرات رطوبت، آمونیوم و نیترات خاک را به خوبی برآورد نماید. 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، از اینرو می توان از الگوریتم های فراابتکاری مانند الگوریتم مورد استفاده در این پژوهش، به عنوان یک ابزار توانمند و کاربردی در جهت افزایش کارایی مدل های عددی و برآورد پارامترها در مطالعات آب و خاک بهره برد.