Simultaneous Modeling of Soil Water Flow and Root Water Uptake in Lysimeter

Akbari Baseri, Zeynab and Raoof, Majid and Rasoulzadeh, Ali and Azizi Mobaser, Javanshir (2018) Simultaneous Modeling of Soil Water Flow and Root Water Uptake in Lysimeter. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text (مدل¬سازی همزمان جریان آب خاک و جذب ریشه در لایسیمتر)
Zeynab Akbari Baseri.pdf

Download (472kB)
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

Water flow and root water uptake are not separated phenomena and accurate prediction of them can be important in improving the plant efficiency. In this study, water flow and root water uptake was simulated simultaneously using HYDRUS-2D software. For this purpose, grass plant was planted in three lysimeter with the same soil texture. Every three days at 10 A.M lysimeters were irrigated. Soil moisture were measured in every day at 10 A.M and 6 P.M using gypsum blocks in depth of 5, 15, 25, 40, 60 and 80 cm,that installed in the soil. Gypsum blocks were calibrated, before those were used. Volume of drainage water from lysimeters was measured in days that water was drained, that extracted. The measurements were conducted over a period of 81 days. Soil physical properties were measured in the laboratory. In this study, for simulation of drained water from lysimeter, daily root water uptake values, moisture of soil in different depths and estimation of soil water retention curve HYDRUS-2D were used. With increase in saturated hydrualic conductivity, accuracy of the estimated drained water respect to measured one was decreased. Saturated moisture changes has highest effect on estimation of drained water, respect to other parameters. RE, CRM and GMER as statistical parameters between measure and estimated drained water, were calculated, 5.28%, -0.0528 and 0.792, respectively. The results, also showed that actual root water uptake was take place in third growth stage. By comparing actual and potential root water uptake, resulted that no stress has been impose to grass plant. Comparing the measured and simulated soil moisture, showed that with increase in soil depth, precision of gypsum blocks were decreased. In order to estimation of soil water content, gypsum blocks at 5 cm depth, have highest accuracy with RE, RMSE and MAE equal to 34.3%, 0.144 and 0.131, respectively. After irrigation, decreasing of soil moisture in depths of 0-40 cm was more than that of other depths, that confirm root density and root water uptake in depths of 0-40 cm was more than that of other depths.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: مدل¬سازی همزمان جریان آب خاک و جذب ریشه در لایسیمتر
Persian Abstract: چكيده: حرکت آب درخاک و جذب آن توسط ریشه دو فرآیند غیرقابل تفکیک می¬باشند که پیش¬بینی دقیق این دو فرآیند در راستای ایجاد شرایط رطوبتی بهینه منطقه ریشه برای عملکرد بهتر گیاه اهمیت بسیار زیادی دارد. در این پژوهش، حرکت آب در خاک و جذب آن توسط ریشه به¬صورت هم¬زمان با استفاده از نرم¬افزار HYDRUS- 2D شبیه¬سازی شد. برای این منظور، گیاه چمن در سه لایسیمتر با بافت خاک یکسان کشت شد. آبیاری هر سه روز یک بار در ساعت 10 صبح انجام شد. رطوبت اعماق 5، 15، 25، 40، 60 و 80 سانتی¬متر، هر روز ساعت 10 صبح و 6 عصر با استفاده از بلوک¬های گچی نصب شده در خاک که قبلاً واسنجی شده بودند اندازه¬گیری شد. حجم زه¬آب خارج شده از لایسیمترها در روزهایی که آب از لایسیمتر زهکشی می¬شد با کمک استوانه اندازه¬گیری شد. اندازه-گیری¬ها در یک دوره 81 روزه انجام شد. خصوصیات فیزیکی خاک در آزمایشگاه اندازه¬گیری شد. در این پژوهش، از نرم¬افزار HYDRUS- 2D جهت شبیه¬سازی آب زهکش شده از لایسیمتر، مقادیر جذب ریشه روزانه و رطوبت اعماق مختلف خاک استفاده شد. با افزایش هدایت هیدرولیکی اشباع خاک، برآورد داده¬های زهکشی تجمعی توسط مدل با دقت بیشتری انجام شد. تغییرات رطوبت اشباع نسبت به سایر پارامترها، بیشترین تأثیر را روی تخمین حجم آب زهکشی داشت. مقادیر شاخص¬های آماری RE، CRM و GMER در مقایسه بین مقادیر حجم آب زهکشی اندازه-گیری شده و شبیه¬سازی شده به ترتیب برابر 28/5%، 0528/0- و 792/0 به¬دست آمد. مقادیر جذب ریشه نشان داد که در مرحله سوم رشد، جذب ریشه حداکثر مقدار را داشت. جذب ریشه واقعی و پتانسیل اختلاف ناچیزی داشتند و هیچ تنشی به گیاه وارد نشده بود. مقایسه مقادیر رطوبت¬های اندازه¬گیری شده و شبیه¬سازی شده نشان داد با افزایش عمق، دقت بلوک¬های گچی کاهش می¬یابد. بیشترین دقت مدل مربوط به تخمین رطوبت حاک در عمق 5 سانتی¬متر، با مقادیر RE، RMSE و MAE به ترتیب برابر 3/34%، 144/0 و 131/0 بود. کاهش رطوبت بعد از آبیاری رطوبت تا عمق 20 سانتی¬متر شدیدتر از عمق¬های پایین¬تر بود و این نشان¬دهنده تراکم و جذب بیشتر ریشه تا عمق 20 سانتی¬متری است. كليد واژه¬ها: جریان آب خاک، جذب ریشه، شبیه¬سازی، رطوبت، بلوک گچی، HYDRUS- 2D
Supervisor:
SupervisorE-mail
Raoof, MajidUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Rasoulzadeh, AliUNSPECIFIED
Azizi Mobaser, JavanshirUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Water Engineering
Divisions > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Water Engineering
Divisions: Subjects > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Horticulture
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Horticulture
Date Deposited: 21 Oct 2018 11:05
Last Modified: 21 Oct 2018 11:05
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/1112

Actions (login required)

View Item View Item