تعیین الگوی جبهه رطوبتی در اراضی شیب‌دار در سیستم آبیاری قطره‌ای سطحی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران.

2 دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه کردستان

چکیده

تخمین ابعاد جبهه رطوبتی موجب افزایش راندمان کاربرد و استفاده بهینه از آب  می­گردد. با توجه به این­که بیش­تر زمین­هایکشاورزی تحت کشت در اکثر مناطق دنیا نا­مسطح است، شناخت الگوی نسبتاً مناسب جبهه­ی رطوبتی در اراضی شیب­دار برای مدیریت و بهره­برداری صحیح از سیستم­هایآبیاری قطره­ای ضروری می­باشد. در این پژوهش، برای اندازه­گیری جبهه پیشروی رطوبت در خاک دو مدل فیزیکی به شکل مکعب مستطیلساخته شد. از مدل کوچکتر برای انجام آزمایش­ با دبی کمتر و از مدل بزرگتر برای آزمایش­ با دبی بیشتر استفاده شد. آزمایش­ها برای چهار شیب مختلف (0%، 10%، 20% و 30%)، سه نوع خاک با بافت­های مختلف (سبک،متوسط، سنگین)،  با سه دبی قطره­چکان (2، 4 و 6 لیتر در ساعت) به انجام رسید. نتایج نشان داد که گسترش پیاز رطوبتی در اراضی شیبدار در قسمت پایین دست و بالادست قطره­چکان (برای دبی­ها و خاک­های مختلف) متفاوت می­باشد، بنابراین، طراحی در ارتباط با موقعیت قرارگیری قطره­چکان و گیاه در اراضی شیب­دار بایستی متفاوت از اراضی مسطح باشد و با توجه به ماهیت اراضی شیب­دار و موقعیت گیاه به سمت پایین قطره­چکان تغییر مکان داده شود که مقادیر دقیق آن وموقعیت دقیق قرارگیری قطره­چکان‌ها برای سناریوهای مختلف (برای دبی­ها، شیب­ها و خاک­های مختلف) در این تحقیق ارائه شده است. نتایج نشان داد که درصد شعاع خیس شده پایین دست قطره­چکان در اراضی شیبدار برای سه نوع خاک سنگین، متوسط و سبک به ترتیب بین 5/81-2/49%، 76-2/49% و 7/70-3/48% متغییر می­باشد و این مقادیر برای درصد شعاع خیس شده بالادست قطره­چکان به ترتیب بین 8/50-5/%18، 8/50-%24 و 7/49-3/29% متغییر می­باشد.  نتایج این تحقیق می­تواند به عنوان یک راهنمای کلی در طراحی سیستم­های آبیاری قطره­ای در اراضی شیبدار استفاده گردد و موقعیت گیاه و قطره­چکان را به صورت نسبتاً دقیقی مشخص کند.     

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Assessing Different Wetting Front Patterns for Surface Drip Irrigation Systems in Sloping Lands

نویسندگان [English]

  • Bakhtiyar Karimi 1
  • Fariba Alinazari 2
2 M.sc Student, university of kurdistan
چکیده [English]

Estimation of wetting front dimensions enhances the water use efficiency and optimal use of water. Since, globally, most of the cultivated lands are not flat, full recognition of the moisture advance front is essential for proper management and operation of surface drip irrigation in these areas. In this study, two physical rectangular cubic models were constructed to measure the soil moisture advance front. The smaller model was used for experiments with lower discharge and the larger model was used for experiments with higher discharge. The experiments were carried out in four different slopes (0, 10%, 20%, and 30%), three soil types with different textures (light, medium, heavy), with three emitter discharges (2, 4 and 6 liters per hour). The results showed that the moisture distribution (for upstream and downstream of the emitter) was different in sloping lands (for different flow rates and different soil texture). Therefore, in relation to the position of the emitter and plant, drip system should be designed differently in the sloping land in comparison to flat lands. According to the nature of the sloping lands, the plant position was downwardly shifted and its exact positions are suggested for different scenarios (for different discharge rates, slopes, and soils) in this study. The results showed that the percent of downstream wetted radius in sloping lands for the three types of heavy, medium, and light textured soils were between 49.2-81.5%, 49.2-76%, and 48.3-70.7%, respectively. These values for the percent of the upstream wetted radius of the emitter ranged between 18.5-50.8%, 24-50.8%, and 29.3-49.7%, respectively. The results of this study can be used as a general guide in the design of drip irrigation systems in sloping land to determine the plant and emitter position relatively accurately.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Wet bulb
  • Horizontal and vertical moisture distribution
  • Wetted area
  • Wetted diameter

مراجع

  1. اسماعیلی ا.، سلطانی محمدی ا. و برومندنسب س. 1394. بررسی ابعاد پیاز رطوبتی آبیاری قطر­ه­ای نواری در اراضی شیب­دار. مجله علمی کشاورزی، علوم و مهندسی آبیاری، جلد 39، شماره 1، صفحات 190- 181.
  2. خان ­محمدی ن. و بشارت س. 1395. شبیه­سازی تجربی ابعاد پیاز رطوبتی بافت­های مختلف خاک. نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)، سال بیستم، شماره 77، صفحات 13-23.
  3. شریف­بیان الحق، م.ح. 1376. توزیع رطوبت در پروفیل خاکاز منبع نقطه­ای در سطوح شیب­دار. پایان­نامه کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان.
  4. ضیاء تبار احمدی م. 1371. آبیاری قطره­ای. چاپ اول، انتشارات دانشگاه مازندران، 339  صفحه.
  5. علیزاده ا. ۱۳90. اصول طراحی سیستمهای آبیاری تحت فشار. جلد دوم، چاپ پنجم، انتشارات آستان قدس رضوی، 367 صفحه.
  6. کریمی ب، میرزایی ف و سهرابی ت. 1394. بسط معادلاتی برای برآورد الگوی سطح خیس­شده در سیستم آبیاری قطره­ای سطحی و زیرسطحی به روش تحلیل ابعادی. مجله دانش آب و خاک جلد 25، شماره 3، صفحه­های 241 تا 252.
  7. کریمی ب. و عبدی چ. 1395. شیبه­سازی الگوی توزیع رطوبت خاک در سامانه آبیاری قطره­ای سطحی به روش آنالیز ابعادی. فصلنامه محیط زیست و مهندسی آب، دوره 2، شماره 1. صفحات 37-50.
  8. کریمی ب. و علی­نظری ف. 1398. شبیه­سازی پیاز رطوبتی در سامانه آبیاری قطره­ای زیرسطحی با مدل رگرسیون غیرخطی. پژوهش آب در کشاورزی، ب، جلد 33،  شماره 2، صفحات 339-327.
  9. مصطفی زاده ب.، موسوی ف. و شریف بیان الحق م.ح. 1377. پیشروی جبهه رطوبتی از منبع رطوبتی در سطوح شیب­دار. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، جلد 2، شماره 3، صفحات 22-13.
  10. نصیری ش.، نشاط ع. و کهنوجی، م. 1390. تعیین معادله­های تجربی برآورد ابعاد پیاز رطوبتی تحت آبیاری قطره­ای در خاک­های متوسط – شنی (مطالعه­ی موردی دشت قائم آباد، کرمان). مجله­ی مهندسی منابع آب، دوره 4، شماره 9، صفحات 78-98.
  11. نایب­لویی ف.، کوچک­زاده م.، ابراهیمی ک.، همایی م. و عباسی ف. 1394. شبیه­سازی توزیع دوبعدی رطوبت خاک طی آبیاری قطره­ای زیر سطحی. تحقیقات آب و خاک ایران، دوره 46، شماره 2، صفحات 221-229.
  12. نوروزیان ز.، صدرالدینی ع.ا.، ناظمی ا.ح. و دلیرحسن نیا ر. 1395. بررسی تجربی و عددی توزیع رطوبت خاک در آبیاری قطره­ای زیر سطحی در خاک­های لایه­ای و شیب­دار. نشریه دانش آب و خاک ،  جلد 26،  شماره 4،  بخش 1، صفحات 27- 13.
  13. Al-Ogaidi A.A.M., Wayayok A., Rowshon M.K. and Abdullah, A.F. 2016. Wetting patterns estimation under drip irrigation systems using an enhanced empirical model. Agricultural Water Management, 176: 203–213.
  14. Herts J., Krogh A. and Palmer R.G. 1990. Introduction to the theory of neural computation. New York. 321 P.
  15. Huat B.B.K., Ali F.H.J. and T.H. Low. 2006. Water infiltration characteristics of unsaturated soil slope and its effect on suction and stability. Geotechnical and Geological Engineering, 24: 1293-1306.
  16. Keller J. and Bliesner R. 1990. Sprinkle and Trickle Irrigation, Van Nostrand Reinhold, New York, 442 P.
  17. Malek K. and Peters R. T. 2011. Wetting Pattern Models for Drip Irrigation: New Empirical Model. Irrigation and Drainage Engineering, 137(8) 530-536.
  18. Moncef H. and Khemaies Z. 2016. An analytical approach to predict the moistened bulb volume beneath a surface point source. Agricultural Water Management, 166: 123–129.
  19. Patel N. and Rajput T.B.S. 2009. Dynamics and modeling of soil water under subsurface drip irrigated onion. Agricultural Water Management, 95(12): 1335-1349.
  20. Selim T., Bouksila F., Hamed Y., Berndtsson R., Bahri A. and Persson M. 2018. Field experiment and numerical simulation of point source irrigation with multiple tracers. Journal of Plos One. 2: 1-15. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0190500.
  21. Zin El-Abedin K.T., Mohamed A. Mattar. and Alazba A. A. 2015. Soil wetting pattern from subsurface drip irrigation as affected by application of a poly-acrylamide Layer. Irrigation and Drainage. 64: 609–618.
پژوهش آب در کشاورزی
دوره 34، شماره 1
جلد 34 شماره 1 سال 1399
فروردین 1399
صفحه 107-119

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار