عنوان پایان‌نامه
ارزیابی مدل شبیه سازی COUP جهت برآورد دما و رطوبت خاک در اقلیم کرج
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی-هواشناسی کشاورزی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 4199;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 47177
- تاریخ دفاع
- ۱۰ بهمن ۱۳۸۹
- دانشجو
- رضا نوروزولاشدی
- استاد راهنما
- پرویز ایران نژاد, نوذر قهرمان
- چکیده
- شبیه‌سازی دما و رطوبت ژرفاهای خاک با توجه به کمبود اندازه‌گیری‌های مستقیم در مزرعه، برای مدیریت و برنامه‌ریزی آبیاری و برآورد تبخیر تعرق در پوشش‌های گیاهی مختلف حائز اهمیت است. در این پژوهش، کارایی مدل COUP در شبیه‌سازی پویایی دما و رطوبت خاک، در دو کرت با پوشش‌های گیاهی ذرت (رقم SC704) و چمن (Lolium perenne) و یک کرت بدون پوشش گیاهی در منطقه کرج مورد ارزیابی قرارگرفته است. داده‌های ورودی مدل شامل سه بخش اصلی هواشناسی، گیاهشناسی و خاکشناسی حسب مورد اندازه‌گیری یا برآورد شدند. پارامترهای فیزیکی و شیمیایی خاک شامل بافت، درصد مواد آلی و pH با نمونه‌برداری از نیمرخ خاک در آزمایشگاه خاکشناسی تعیین شد. هر سه کرت به‌طور میانگین روزانه 10 میلی‌متر با دور آبیاری هفت روز به روش سطحی آبیاری شد. داده‌های هواشناسی از ایستگاه مجاور مزرعه روزانه سه نوبت ثبت شد. به دلیل عدم امکان محاسبه نمایه سطح برگ، این کمیت با استفاده از روابط تجربی بر اساس عرض بیشینه برگ‌ها برآورد شد. اندازه‌گیری‌ها در یک دوره دو ماهه (خرداد و تیر 1389) انجام شد و مدل برای سه نوع پوشش مختلف خاک اجرا شد. برای مقایسه نتایج مشاهده‌ای و شبیه‌سازی شده از سنجه‌های آماری مناسب استفاده شد. نتایج این مطالعه حاکی از حساسیت دما و رطوبت نیمرخ خاک به‌ترتیب به میزان تابش ورودی و میزان آب ورودی به نیمرخ خاک و نیز پارامترهای هیدرولیکی خاک بوده است. تغییرات رطوبت در ژرفاهای پایین پس از رسیدن به حد ظرفیت مزرعه و بالاتر (به‌دلیل وجود لایه رسی غیر قابل نفوذ) تقریبا بدون تغییربوده‌است. اثر پوشش گیاهی با توجه به درصد پوشش، ارتفاع گیاه و نمایه سطح برگ در مدل لحاظ شد. تفاوت ارتفاع پوشش ذرت و چمن نسبت به خاک عاری از پوشش بر تابش ورودی و رژیم دمایی کرت‌های آزمایشی تاثیر معنی‌داری داشته است. به دلیل حل توامان معادلات دما و رطوبت، اثر آبیاری‌ها در کاهش دمای نیمرخ خاک به خوبی شبیه سازی شد، و بر دقت نتایج افزود. نتایج این پژوهش، قابلیت کاربرد مدل COUP را نشان داد، لیکن برای حصول به برآوردهای دقیق‌تر از رطوبت خاک واسنجی بیشتری مورد نیاز است.
- Abstract
- Because of the scarcity of in situ measurements, simulation of soil moisture and temperature are very important for irrigation management and scheduling and evapotranspiration estimation in different field conditions. This thesis aims at evaluating the efficiency of the COUP model in simulating soil temperature and moisture dynamics in two plots under maize (var. SC704) and grass (Lolium pernne) canopies and one with no vegetation in Karaj climate. Soil physical parameters, estimated based on the soil analysis, and daily meteorological and vegetation data were using empirical relations based on leaf width. All three plots were irrigated with average amount of 10 mm in seven days interval. Statistical critera were used to compare the simulated soil temperature and moisture with those observed. The effect of vegetation cover was included in the model based on the crop height, percent of soil cover and LAI. Simultaneous solutions of soil moisture and temperature equations increased the accuracy of simulations. Results showed that the COUP model was highly efficient in simulating soil temperature. The simulated soil moisture was comparable with observations. However, the model was less skillful in simulating soil moisture than temperature. Further work is needed to assess the possible reasons for this discrepancy. Keywords: COUP Simulation Model, Soil Temperature, Soil Moisture, Maize, Grass, Karaj.
