کاربرد مدل SWAP برای مدل سازی یک سامانه زراعی با زهکشی زیرزمینی کنترل شده در یک مزرعه نیشکر

به دلیل تغییرات زمانی سریع تراز آب زیرزمینی کم عمق و  اجزای بیلان آب و نیز به لحاظ وسعت قابل توجه (حدود 20 هکتار) هر قطعه از مزارع نیشکر با زهکشی زیرزمینی در استان خوزستان، شبیه سازی واقع بینانه فرآیندهای زراعی-هیدرولوژیکی حاکم بر این مزارع چالش برانگیز است. در پژوهش حاضر، از طریق کاربرد نسخه تصحیح شده ای از مدل SWAPو گونه بهبود یافته ای از الگوریتم بهینه سازی رفتار جمعی اجزای یکپارچه (UPSO)، یک طرح مدل سازی زراعی-هیدرولوژیکی توزیعی با قابلیت واسنجی زیرروزانه با امکان شبیه سازی زهکشی زیرزمینی کنترل شده ساخته شد. طرح مدل سازی مزبور در یکی از مزارع کشت و صنعت نیشکر امام خمینی (ره) با مدیریت زهکشی کنترل شده (کنترل سطح ایستابی در عمق 90 سانتی متر) و کشت اول نیشکر (رقم CP48-103) طی دوره شبیه سازی 28/4/1389 تا 20/9/1390 (به مدت 481 روز) به کاربرده شد. نتایج واسنجی و صحت یابی مدل مزبور حاکی از قابلیت تعمیم پذیری مناسب مدل در شبیه سازی رطوبت خاک، عمق سطح ایستابی و جریان زه آب خروجی (با آماره ضریب راندمان مدل، EF، به ترتیب، برابر با 829/0، 922/0 و 857/0 طی مرحله واسنجی و آماره EF به ترتیب، برابر با 877/0، 781/0 و 712/0 طی مرحله صحت یابی)، شبیه سازی نیم رخ غلظت املاح آب خاک و شوری زه آب خروجی از سیستم زهکش زیرزمینی)با آمارهریشه میانگین خطای نرمال شده، NRMSE، به ترتیب، برابر با 124/0 و 079/0 در مرحله واسنجی و آماره NRMSE به ترتیب، برابر با 152/0 و 072/0 طی مرحله صحت یابی) و شبیه سازی شاخص سطح برگ، عملکرد نی و عملکرد ساکارز (با آماره EFبه ترتیب، برابر با 997/0، 993/0 و 988/0 در مرحله واسنجی) بود. بر اساس اجزای بیلان املاح شبیه سازی شده طی دوره مطالعاتی، حدود 10/30 تن نمک بر هکتار از طریق آبیاری به مزرعه مطالعاتی وارد و حدود 25/46 تن نمک بر هکتار از طریق سیستم های زهکشی سطحی و زیرزمینی به بدنه های آبی پذیرنده تخلیه شد.