عنوان

بهینه‌سازی آبیاری موجی با روش جستجوی ممنوع

Number

‭۲۰۹۸پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

بهینه‌سازی آبیاری موجی با روش جستجوی ممنوع

First Statement of Responsibility

/سید علی اشرف صدرالدینی

Name of Publisher, Distributor, etc.

تبریز: دانشگاه تبریز، دانشکده کشاورزی ، گروه آب

Specific Material Designation and Extent of Item

‮‭۱۵۴‬ ص.‬

Other Physical Details

:، جدول، نمودار، عکس، لوح فشرده

Text of Note

چاپی

Text of Note

واژه نامه بصورت زیرنویس

Dissertation or thesis details and type of degree

دکتری

Discipline of degree

مهندسی آب- آبیاری و زهکشی

Date of degree

‮‭۱۳۸۴/۰۶/۲۵‬

Body granting the degree

تبریز: دانشگاه تبریز، دانشکده کشاورزی ، گروه آب

Text of Note

طراحی بهینه سیستم آبیاری جویچه‌ای برای یک فصل زراعی موضوع پیچیده‌ای است .این امر به دلیل تغییرات مشخصات نفوذ در فرآیند آبیاری‌های متوالی و تغییرات مربوط به عمق آبیاری مورد نیاز در طول فصل زراعی می‌باشد .در آبیاری نوبت اول و دوم یعنی در خاک‌های تازه شخم‌خورده تحکیم نیافته عمده‌ترین مشکل تکمیل مرحله پیشروی است .بهترین روش برای تکمیل مرحله پیشروی در خاک‌های تحکیم نیافته استفاده از سیستم آبیاری موجی می‌باشد .سیستم جریان موجی تحت تاثیر پارامترهای زیادی از قبیل زمان چرخه ,نسبت چرخه ,دبی ورودی و طول جویچه ,قرار دارد که هر کدام می‌تواند به عنوان یک متغیر تصمیم گیری در نظر گرفته شود .به دلیل تعدد متغیرهای تصمیم‌گیری تعیین بهترین ترکیب آنها براساس مشخصات فیزیکی ,هیدرولیکی و هندسی جویچه‌ها برای تکمیل مرحله پیشروی به راحتی میسر نمی‌گردد .با توجه به اینکه انجام آزمایش‌های میدانی که در برگیرنده تمام حالات امکان‌پذیر باشد ,عملا غیرممکن است .لذا در این تحقیق از مدل هیدرودینامیک کامل برای شبیه‌سازی جریان موجی استفاده گردید .برای تعیین بهترین ترکیب متغیرهای تصمیم‌گیری نیز الگوریتم مناسبی بر مبنای روش بهینه‌سازی توانمند جستجوی ممنوع طراحی گردید .کارایی تکنیک جستجوی ممنوع توسط محقیقین زیادی در بسیاری از مسایل مهندسی و مدیریتی به اثبات رسیده است .با توجه به تاثیرات موج‌های متوالی روی نفوذپذیری خاک ,معمولا در انتهای مرحله پیشروی ظرفیت نفوذ آب به خاک در جویچه به حد نهایی خود نزدیک می‌شود و لذا کنترل و مدیریت جریان آب در مرحله پس از پیشروی به سهولت انجام می‌پذیرد .در این مرحله با افزودن زیر برنامه‌ای به مدل هیدرودینامیک ,مقدار جریان مورد نیاز بر مبنای ظرفیت نفوذ آب به جویچه و به صورت یک هیدروگراف محاسبه گردید .سپس نحوه تاثیر عمق‌های مختلف آبیاری روی بازده آبیاری با توجه به انتخاب بهینه متغیرهای تصمیم‌گیری در مرحله پیشروی و جریان متغیر محاسبه‌شده برای مرحله پس از پیشروی) با رواناب صفر (مورد بررسی قرار گرفت .در آبیاری‌های نوبت سوم به بعد که در خاک‌های تحکیم‌یافته انجام می‌پذیرد تکمیل مرحله پیشروی به دلیل کاهش نفوذپذیری خاک از یک طرف و امکان کاربرد دبی‌های بیشتر به دلیل کاهش فرسایش‌پذیری خاک از طرف دیگر ,به راحتی مقدور می‌گردد .نتایج بررسی نشان داد که در این حالت کنترل جریان ورودی در مرحله پس از پیشروی اهمیت دارد .لذا براساس نحوه کنترل جریان ورودی در مرحله پس از پیشروی سه نوع آبیاری به صورت‮‭: ۱‬- تداوم جریان بدون کاهش‮‭, ۲‬- کاهش جریان با استفاده از مجموعه‌های دوتایی تعدیل‌یافته‮‭, ۳‬- کاهش جریان بلافاصله پس از تکمیل مرحله پیشروی تعریف گردید .سپس روند تغییرات جواب‌های امکان‌پذیر به ازای تغییرات متغیرهای تصمیم‌گیری برای هر سه حالت مذکور مورد بررسی قرار داده شد .اثرات عمق‌های مختلف آبیاری نیز مورد ملاحظه قرار گرفت

Text of Note

.‮‭could be defined. The length ۸۰ m was determined as the optimum furrow length in unconsolidated soils. While in high frequency irrigation during growth season, the optimum length would be increased to ۹۰ m. Considerations indicate that usually irrigation efficiency improves as irrigation depth increases‬ ‮‭۵Design of optimal furrow systems for the growth period is a complicated matter. This is due to the variations in infiltration characteristics during successive irrigations as well as the different required irrigation depths throughout growth season. A major problem of furrow irrigation in the first and second irrigation events in plowed lands (unconsolidated soils) is the completion of advance phase. In unconsolidated soils probably a surge system is the best choice to complete the advance phase. Surge systems are influenced by various parameters such as: cycle time, cycle ratio, flow rate and furrow length, which individually may be considered as a decision variable. Finding the best configuration of these variables, on the basis of the physical, geometrical and hydraulic specifications of furrows, is a complicated problem. It is not practical to cover all of the possible features of the surge system by field experiments, hence in this study a full hydrodynamic model was developed to simulate the surge irrigation. The best configuration of the decision variables was found using a designed suitable optimizing algorithm based on the powerful "tabu" search technique. Several researchers have demonstrated successful application of this technique in wide variety of engineering and management problems. Successive surges affect soil infiltration characteristics and usually infiltration rate approaches to its final rate at the end of the advance phase. Then an easy control and management of the flow will be possible at the post advance phase. At this stage, based on the infiltration rate in furrows a subprogram was linked to the hydrodynamic model program in order to calculate the needed inflow rate as a hydrograph. Finally, the effects of the different irrigation depths on the irrigation efficiency were studied by considering the optimum configuration of the decision variables and the calculated inflow rate (with zero run-off) for the advance and post advance phases, respectively. In the third and later irrigation events in consolidated soils the advance phase can be easily completed. It is due to decrease in infiltration rates and possibility of applying higher inflow rate, as the soil erodibility has been decreased in furrows. The results showed that the control of the inflow rate in the post advance phase was very important at the third and later irrigations. Thus, to control the inflow rate in this phase three strategies were defined as: ۱- Continuous constant inflow rate, ۲- Cutback inflow by using a modified "set of two" system, ۳- Cutback inflow by decreasing the inflow rate when the advance phase is completed. Then the variations of the possible solutions due to variations of the decision variables have been considered. Also the effects of the different irrigation depths have been studied. By combination of the results obtained for consolidated and unconsolidated soil conditions and considering the variations in physical, geometrical and hydraulic specifications of the furrows, the best configuration of the decision variables were found to achieve the maximum irrigation efficiencies throughout the growth season. The ability of the applied approach and model has been demonstrated by an example on the basis of the field data. The main aim of this research was to prepare a suitable model to optimize the surge irrigation, which could be run in combination with full hydrodynamic model. It should be noted that, the calibration and verification of the model have been carried out using field measurements. The comparison of the outputs of the full hydrodynamic model to the field data showed a good closeness between them if suitable values for the time step, manning roughness coefficient, time and space averaging coefficients etc‬

Optimization

Surge irrigation

Tabu search

صدرالدینی، سیدعلی اشرف

منعم، محمد جواد، استاد راهنما

ناظمی، امیرحسین، استاد راهنمای همکار

حسن زاده، یوسف، استاد مشاور

میرنیا، میرکمال، استاد مشاور همکار

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی