شبیه‌سازی مساحت خیس شده پیاز رطوبتی در سیستم آبیاری قطره‌ای پالسی

آب و خاک

مقاله 8، دوره 34، شماره 2 - شماره پیاپی 70، خرداد 1399، صفحه 349-364   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v34i2.82228

نویسندگان

بختیار کریمی^* ؛ نظیر کریمی

دانشگاه کردستان

چکیده

از پارامترهای مهم در طراحی سیستم­های آبیاری قطره­ای سطحی و زیر سطحی در نظر گرفتن الگوی سطح خیس شده بالای و پایین قطره‌چکان می­باشد. در این تحقیق از یک مدل فیزیکی شفاف (مکعب مستطیل) از جنس پلی­کربنات به ابعاد 5/0×1×3 استفاده شد و آزمایشات بر روی سه نوع بافت خاک (سبک، متوسط و سنگین)، با سه نوع دبی قطره چکان (2، 4 و 6 لیتر در ساعت)، در سه عمق مختلف نصب قطره­چکان (صفر، 15 و 30 سانتی­متری) به انجام رسید. همچنین این آزمایشات برای دو نوع سیستم آبیاری پیوسته و پالسی صورت گرفت که در آبیاری پالسی، زمان قطع و وصل پالس­ها مقادیر 30-30، 20-40 و 40-20 دقیقه در نظر گرفته شد که عدد اول بیانگر زمان آبیاری و عدد دوم زمان استراحت سیستم در هر چرخه خواهد بود. سپس با استفاده از آنالیز رگرسیون غیرخطی و در نظر گرفتن متغیرهای زمان آبیاری، دبی قطره­چکان، هدایت هیدرولیکی اشباع، درصد شن و سیلت و رس، چگالی ظاهری خاک، رطوبت اولیه خاک، عمق نصب قطره­چکان و همچنین نسبت پالس (نسبت زمان آبیاری در هر چرخه به زمان کل یک چرخه) روابطی برای تخمین سطح خیس شده جبهه رطوبتی ارائه گردید. نتایج مقایسه بین مقادیر اندازه گیری و شبیه­سازی شده نشان داد که مدل رگرسیون غیر خطی با دقت بالایی سطح خیس شده جبهه رطوبتی را برآورد می­کند. در نظر گرفتن این روابط در طراحی سامانه­های آبیاری قطره­ای سطحی و زیر سطحی می­تواند باعث بهبود عملکرد این سیستم­ها شود.

کلیدواژه‌ها

آبیاری قطره‌ای؛ پیاز رطوبتی؛ شبیه‌سازی؛ مساحت خیس شده؛ مدیریت آبیاری

مراجع

1- Al-Ogaidi A.A.M., Wayayok A., Rowshona 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.

2- Amin M.S.M., and Ekhmaj A.I.M. 2006. DIPAC- drip irrigation water distribution pattern calculator. In: 7th Int Micro Irrigation Congress PWTC, Kuala Lumpur,Malaysia, pp. 503–513.

3- Arbat G., Puig-Bargues J., Duran-Ros M., Barragan J., and Ramirez de Cartagena F. 2013. Drip-Irriwater: Computer software to simulate soil wetting patterns under surface drip irrigation. Computer and Electronic in Agriculture 98: 183–192.

4- Cook F.J., Thorburn P.J., Fitch P., and Bristow K.L. 2003. WetUp: a software tool to display approximate wetting patterns from drippers. Irrigation Science 22: 129–134.

5- Elmaloglou S., and Diamantopoulos E. 2010. Soil water dynamics under surface trickle irrigation as affected by soil hydraulic properties, discharge rate, dripper spacing and irrigation duration. Irriggation and Drainage. 263: 254–263.

6- Elmaloglou S., Soulis K.X., and Dercas N. 2013. Simulation of Soil Water Dynamics under Surface Drip Irrigation from Equidistant Line Sources. Water Resource Management. 27: 4131–4148.

7- Hammami M., and Zayani K. 2016. An analytical approach to predict the moistened bulb volume beneath a surface point source. Agricultural Water Management 166: 123–129.

8- Kandelous M.M., Liaghat A., and Abbasi F. 2008. Estimation of soil moisture pattern in subsurface drip irrigation using dimensional analysis method. Iranian Journal of Agricultural Science. 39(2): 371–378. (In Persian)

9- Kandelous M.M., and Simunek J. 2010. Numerical simulations of water movement in a subsurface drip irrigation system under field and laboratory conditions using HYDRUS-2D. Agricultural Water Management 97: 1070–1076.

10- Kandelous M.M., Simunek J., Van Genuchten M.Th., and Malek K. 2011. Soil Water Content Distributions between Two Emitters of a Subsurface Drip Irrigation System. Soil Physics 75 (2): 488–497.

11- Karimi B., Sohrabi T., Mirzaei F., and Rodriquez-Sinobas L. 2012. Evaluation of wetting area and water distribution on different soils in subsurface drip irrigation emitters. EGU General Assembly. Vienna, Austria. 22-27 April.

12- Karimi B., Mirzaei F., and Sohrabi T. 2015a. Developing Equations to Estimate Wetted Area Pattern for Surface and Subsurface Drip Irrigation Systems by Dimensional Analysis. Iranian Journal of Soil and Water Science 25(3): 241:252. (in Persian with English abstract)

13- Karimi B., Sohrabi T., Mirzaei F., and Ababaei B. 2015b. Developing Equations to Estimate the Advance Velocity of the Wetting Front in Surface and Subsurface Drip Irrigation Systems by Dimensional Analysis. Iranian Journal of Soil and Water Science 25(1): 101:112. (in Persian with English abstract)

14- Karimi B., and Mohammadi P. 2018. Evaluation of Artificial Neural Network for estimating the Advance Velocity of the Wetting Front in Drip Irrigation. Iranian Journal of Water Research in Agriculture. 32(1): 79-92. (in Persian with English abstract)

15- Karimi B., and Alinazari F. 2019.Simulation of Full Shape of Wetting Bulb in Subsurface Drip Irrigation System with Nonlinear Regression Model. Iranian Journal of Water Research in Agriculture 33(2): 327-338. (in Persian with English abstract)

16- Karimi B., and Karimi N. 2019. Simulation of the advance Velocity of the Wetting Front in pulse Drip Irrigation Systems by nonlinear regression mode. Iranian Journal of Irrigation and Drainage 13(5): 1374-1387. (in Persian with English abstract)

17- Karmeli D., and Peri G. 1974. Basic principles of pulse irrigation. Irrigation and Drainage Division 100(3): 309-319.

18- Khanmohammadi N., and Besharat S. 2018. Wetting Pattern Dimensions Determination in Drip Irrigation by Coupling the HYDRUS-2D Software and Backingham π Theorem in Texturally Different Soils. Iranian Journal of Applied soil Reseach 6(2): 109-118. (in Persian with English abstract)

19- Khattak M.Sh., Ali W., Ajmal M., Khalil T.M., Ahmad J., Malik A., and Akbar Gh. 2017. Assessment of wetted irrigation patterns for inline and online emitters in different soil textures. Himalayan Earth Science. 50 (2): 149-163.

20- Levin I., Van Rooyen P.C., and Van Rooyen F.C. 1979. The effect of discharge rate and intermittent water application by point source irrigation on the soil moisture distribution pattern. Soil Science Society of America Journal 43: 8–16.

21- Li J., Zhang J., and Ren L. 2003. Water and nitrogen distribution as affected by fertigation of ammonium nitrate from a point source. Irrigation Science. 22(1): 19–30.

22- Li Jiusheng., Zhang J., and Rao M. 2004. Wetting patterns and nitrogen distributions as affected by fertigation strategies from a surface point source. Agricultural Water Management 67: 89–104.

23- Li J., Ji Hong-yan., Li Bei., and Li Yu-chun. 2007. Wetting Patterns and Nitrate Distributions in Layered-Textural Soils Under Drip Irrigation. Journal of Agricultural Sciences in China 6(8): 970-980.

24- Liu Zhigang., and Xu Qinchao. 2018. Wetting patterns estimation in cultivation substrates under drip irrigation. Desalination and Water Treatment 112: 319-324.

25- Malek K., and Peters R.T. 2011. Wetting pattern models for drip irrigation: new empirical model. Irrigation and Drainage Engineering 137: 530–536.

26- Mohammadbeigi A., Mirzaei F., and Ahraf N. 2017. Simulation of soil moisture distribution under drip irrigation pulsed and continuous in dimensional analysis method. Iranian Journal of Water and Soil Conservation 23(6): 163-180. (in Persian with English abstract)

27- Mostaghimi S., and Mitchell J.K. 1983. Pulsed trickling effect on soil moisture distribution. Journal of Water Resource Bulletin 19(4): 605–612.

28- Qiaosheng Sh., Zouxin L., Zhenying W., and Hayjung L. 2007. Simulation of the soil wetting shape under porous pipe sub-Irrigation using dimensional analysis. Irrigation and Drainage Engineering 125: 389- 398.

29- Samadianfard S., Sadraddini A.A., Nazemi A.H., Provenzano G., and Kisi O. 2012. Estimating soil wetting patterns for drip irrigation using genetic programming. Spanish Journal of Agricultural Research. 10: 1155–1166.

30- Schaap M.G., Leij F.J., and Van Genuchten M.T. 2001. Rosetta: a computer program for estimating soil hydraulic parameters with hierarchical pedotransfer functions. Hydrology. 251: 163–176.

31- Schwartzman M., and Zur B. 1986. Emitter Spacing and Geometry of Wetted Soil Volume. Irrigation and Drainage Engineering 112(3): 242-253.

32- Šejna M., Simunek J., and Van Genuchten M.T. 2014. The HYDRUS Software Package for Simulating Two- and Three-Dimensional Movement of Water, Heat, and Multiple Solutes in Variably-Saturated Porous Media, Version 2.04 (PC Progress, Prague, Czech Republic).

33- Singh D.K., Rajput T.B.S., Sikarwar H., and Ahmad V.T. 2006. Simulation of soil wetting pattern with subsurface drip irrigation from line source. Agricultural Water Management 83:130-134.

34- Subbaiah R. 2013. A review of models for predicting soil water dynamics during trickle irrigation. Irrigation Science 31: 225–258.