1استادیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران.
2دانشجوی 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.
Assessing Different Wetting Front Patterns for Surface Drip Irrigation Systems in Sloping Lands
نویسندگان [English]
Bakhtiyar Karimi1؛ Fariba Alinazari2
2M.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.
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.
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.
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.
ضیاء تبار احمدی م. 1371. آبیاری قطرهای. چاپ اول، انتشارات دانشگاه مازندران، 339 صفحه.
علیزاده ا. ۱۳90. اصول طراحی سیستمهای آبیاری تحت فشار. جلد دوم، چاپ پنجم، انتشارات آستان قدس رضوی، 367 صفحه.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Herts J., Krogh A. and Palmer R.G. 1990. Introduction to the theory of neural computation. New York. 321 P.
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.
Keller J. and Bliesner R. 1990. Sprinkle and Trickle Irrigation, Van Nostrand Reinhold, New York, 442 P.
Malek K. and Peters R. T. 2011. Wetting Pattern Models for Drip Irrigation: New Empirical Model. Irrigation and Drainage Engineering, 137(8) 530-536.
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.
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.
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.
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.