نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• رامین منصوری ¹
• حسن ترابی ²
• حسن گلیج ¹
• دانیال میرشاهی ³

¹ دانشجو دکتری سازه های آبی دانشگاه لرستان

² استادیار گروه مهندسی آب دانشگاه لرستان

³ دانشجو کارشناسی ارشد سازه های آبی دانشگاه لرستان

چکیده

کمبود و محدودیت منابع آب، خصوصاً در ایران، شرایطی را می­طلبد که از آب موثرترین استفاده صورت گرفته و تا حد امکان از تلفات آن جلوگیری به عمل آید. یکی از پارامترهای مهم در آبیاری، ضریبیکنواختیتوزیعآب (CU) درآبیاریبارانیمی­باشد. مقدار CU حاصلازهرآب­پاشیدرمقادیرمختلففشارکارکردآب­پاش (P)، ارتفاعپایهآب­پاش­(RH)، فاصلهآب­پاش­هارویلوله­هایجانبی (S_l) وفاصلهلوله­هایجانبیازیکدیگر  (S_m)تغییرمی­کند.تعیینبهترینترکیبازپارامترهایفوقکهبیشترینضریب  CUرا حاصلنماید،هموارهمورد نظرکاربرانبودهاست.دراینپژوهش،مقادیرضریب CU آب­پاشمدل zb ، ساختایران، درسهتیمارمختلففشارکارکردآبپاش (5/2، 3 و 5/3 اتمسفر)، دو تیمارارتفاعپایهآبپاش (60 و 100 سانتیمتر) وهفتتیمارآرایششبکهآبپاش­ها  (S_l× S_m) شامل 12×9، 15×9، 12×12، 12×15، 18×12، 15×15، 18×15 متردرایستگاه تحقیقاتپنبههاشم­آبادگرگاناندازه­گیریشد و با استفاده از الگوریتم تکامل تفاضلی (DE)و کاربرد نرم­افزار Matlab بهینه گردید و رابطه­ای با بهینه­ترین ضرایب برایتخمینمقدار CU به­دست آمد. این الگوریتم، ضریب مقیاس (F) و ضریب احتمال ترکیب (CR) را برابر 2 و 5/0 با تعداد جمعیت 100 عضوی و تعداد نسل (تکرار) 1000 بار، بهترین جواب را ارائه می­کند. نتایج این الگوریتم دارای خطای مطلق 2/2% با نتایج اندازه­گیری شده دارد. همچنین، مقادیر پارامتر ویلموت (d) و جذر میانگین مربع خطا (RMSE) به­ترتیب برابر 919/0 و 126/2 به­دست آمد که نشان دهنده دقت بالای این مدل بهینه برای برآورد ضریب یکنواختی پخش می­باشد.

عنوان مقاله [English]

Differential Evolution (DE) Algorithm to Estimate the Uniformity of Water Distribution Coefficient in ZB Sprinkler Irrigation System

نویسندگان [English]

• r m ¹
• h t ²
• h g ¹
• d m ³

چکیده [English]

Limited water resources, especially in Iran, require most effective method of water use to avoid losses. One of the important parameters in irrigation is water distribution uniformity coefficient (CU) in sprinkler irrigation. CU in every irrigation depends on pressure heads (P), riser height (RH), distance between sprinklers on lateral pipes (Sl), and the distance between lateral pipes (Sm). The best combination of the above parameters for maximum CU is still unknown for users. In this research, CU values of zb model sprinkler (made in Iran) were measured at Hashemabad Cotton Research Station of Gorgan under 3 different pressure heads (2.5, 3, and 3.5 atm), 2 riser elevation (60 and 100 cm) and 7 sprinkler arrangements (S_l×S_m including 9×12, 9×15, 12×12, 15×12, 12×18, 15×15, 15×18m). By using differential evolution algorithm (DE), CU equation was optimized and the best optimized coefficient was obtained. In this algorithm, the coefficients F and CR were equal to 2 and 0.5, respectively, with a population of 100 members and 1000 number of generations (iterations), providing the best results. Absolute error between the results of this algorithm with the measured results was 2.2%. Also, ​​Wilmot (d) and the root-mean square error (RMSE) values were equal to 0.919 and 2.126, respectively. The results showed that this algorithm had high accuracy to estimate water distribution uniformity coefficient.