یکی از مسائل مهم و چالش‌برانگیز در کشاورزی و محیط زیست در طی چند دهه گذشته، آلودگی منابع آب و خاک است. از این‌رو، در این تحقیق با استفاده از الگوریتم بهینه‌ساز ازدحام ذرات برآرود پارامترهای هیدرولیکی و انتقال املاح در خاک تحت روش آبیاری سنترپیوت انجام شد و نتایج حاصل از بهینه‌سازی در شبیه‌سازی انتقال رطوبت و نیترات خاک در امتداد پروفیل خاک به‌منظور بررسی میزان آلودگی خاک در یک مزرعه تحت کشت یونجه چهارساله بکار گرفته‌شد. بدین منظور پروفیلی در مزرعه مورد نظر حفاری و روند تغییرات غلظت نیترات و آمونیوم خاک در امتداد پروفیل خاک در بازه‌های زمانی مختلف اندازه‌گیری شد. همچنین الگوریتم بهینه‌ساز ازدحام ذرات به مدل HYDRUS، لینک و پارامترهای حاکم در فرآیند انتقال نیترات و رطوبت خاک تحت شرایط مدیریتی برآوردگردید. نتایج حاصل نشان داد که مدل HYDRUS-PSO جریان آب در خاک با NSE برابر با 0.89 و RMSE 0.001، انتقال آمونیوم را با NSE 0.98 و RMSE 0.001 و انتقال نیترات را با NSE 0.94 و RMSE 0.035 در لایه سطحی خاک به‌خوبی شبیه‌سازی کرد. همچنین ارزیابی مدل در لایه زیرین نشان داد که مدل HYDRUS-PSO با NSE برابر 0.94، 0.96و 0.97به ترتیب روند تغییرات رطوبت، آمونیوم و نیترات خاک را به‌خوبی برآورد نمود. با توجه به نتایج حاصل می‌توان ذکر نمود که مدل HYDRUS-PSO در روش آبیاری سنترپیوت توانسته به‌خوبی روند تغییرات رطوبت و املاح خاک در امتداد پروفیل را شبیه‌سازی کند. بنابراین می‌توان از الگوریتم‌های فراابتکاری در برآورد پارامترها به عنوان یک ابزار توانمند و کاربردی در جهت افزایش کارایی مدل‌های عددی در مطالعات آب و خاک بهره گرفت.