ارزیابیِ روش‌هایی‌ برای استخراج معادلات نفوذ در آبیاری جویچه‌ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد رشته مهندسی آب

2 دکترای تخصصی رشته مهندسی آب

3 استادیار گروه مهندسی آب دانشگاه صنعتی اصفهان.

چکیده

در بسیاری از کشورهای توسعه یافته آبیاری سطحی با مدیریت صحیح و استفاده از روش‌های مناسب شرایط حاکم بر اراضی تحت آبیاری، راندمان کاربرد آب در حد آبیاری تحت فشار چه بسا بالاتر نیز بهره‌برداری شده است. دو عامل اصلی کاهش راندمان آبیاری، نفوذ عمقی و هدر رفت آب به صورت رواناب است. از جمله مهمترین پارامتر در بالابردن راندمان آبیاری و کاهش رواناب و نفوذ عمقی، اطلاع از شرایط حاکم بر نفوذ آب در طول زمان آبیاری است. در این پژوهش شش روش استخراج معادلة نفوذ در آبیاری جویچه‌ای، در مزرعة لورک دانشگاه صنعتی اصفهان بررسی شده و همچنین شدت تغییرات حجم ذخیره سطحی برآورد گردید. با انجام سه تکرار و پنج عملیات آبیاری جویچه‌ای و همچنین آزمایش استوانه‌های نفوذ، اطلاعات لازم شامل شکل جویچه، پیشروی، پسروی، شدت جریان ورودی-خروجی، و همچنین تغییرات نفوذ در شرایط استغراقی ساکن جمع‌آوری و نتایج در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی تحلیل گردید. بررسی فرآیند نفوذ معادلات مختلف در پنج بازة زمانی مورد بررسی نشان داد که از لحاظ آماری اختلاف معناداری در سطح یک درصد در برآورد متوسط نفوذ توسط این معادلات وجود دارد، بطوری که بیشترین متوسط نفوذ مربوط به معادلة موازنه حجم و کمترین آن مربوط به روش ورودی-خروجی بود. از طرف دیگر، مطابق با نتایج بدست آمده، کمترین خطاها (نزدیک به صفر) مربوط به معادلات تعدیل‌یافتة استوانه نفوذ می‌باشد. در حقیقت، این معادله‌ها، با توجه به تعدیلی که با لحاظ متوسط فرصت نفوذ و مقدار آب‌ نفوذیافتة اندازه‌گیری‌شده در آنها صورت گرفته، برای مدّت زمان انجام آزمایش‌ها (با متوسط فرصت نفوذ حدود یک ساعته) مقادیر بسیار نزدیکی به مقدار اندازه‌گیری شده در مزرعه بدست داده‌اند بطور کلی معادلات با ساختار توانیِ چندجمله‌ای مقدار نفوذ را بیشتر از معادلات با ساختار توانی برآورد کردند. نتایج این پژوهش نشان داد که انجام آزمایش‌های مزرعه‌ای نفوذ بایستی متناظر با شرایط کاربردی باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

evaluation of methods for driving infiltration equations of furrow irrigation

نویسندگان [English]

  • Hosein Sheibbani 1
  • omid mohamadi 2
  • Alireza soltani toudeshki 3
1 Master of Science in Water Engineering
2 PhD in Water Engineering
3 Assistant Professor, Department of Water Engineering, Isfahan University of Technology.
چکیده [English]

In this study, six extracting method of infiltration equation in furrow in Lavark field of Isfahan University of technology was performed and the rate of surface storage change has been calculated. . Information were collected, among three replications and five furrow irrigation event, double ring test, include cross-section, advance, recession, inflow and outflow rates, in addition to infiltration changes in submerged static condition and hydraulic conductivity of soil. The results were analyzed using a randomized complete block design. the study of infiltration process related to the various equations showed that there is high statistically significant difference at level of one percent in estimation of average infiltration in different time intervals of five using these equations. The most infilteration rate is related to volume balance equation and the least value was observed in input-output method results.On the other hand,According to result,the errors least(nearly zero) related to modified double ring equation.In fact, this equations,according to modified with the measured amount of water infiltration and the average infiltration time taken them, For the duration of the tests (average time of about one hour influence) is very near the measured values have been obtained on the farm. Generally, the equations with polynomial-power function estimated greater infiltration rate than simple power equations. This study showed that it is necessary to operate the farm experimentals corresponding with the applicational conditions of farm.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Furrow irrigation
  • infiltration equations
  • rate of surface storage
انصاری، ح .1390. آبیاری سطحی،  ارزیابی، طراحی و شبیه‌سازی،  انتشارات جهاددانشگاهی مشهد.
پوزن، م،. جاری،  م.م،. افراسیاب، پ. 1399. ارزیابی روش‌های مختلف مقیاس‌سازی معادله نفوذ فیلیپ. مجله آب و خاک. 34 (1):27-42.
سروش، ف. 1395. ارزیابی دقیق خانواده‌های دریافتی اصلاح‌شده NRCS با استفاده از داده‌های میدانی و مدل‌های اینرسی صفر. 5 امین کنفرانس مدیریت منابع آب. کرمان. ایران.
سهرابی، ت. و  پایدار، س. . 1384 طراحی سیستم‌های آبیاری. انتشارات دانشگاه تهران، ص 406.
عباسی، ف .1391 .اصول جریان در آبیاری سطحی.کمیتة ملّی آبیاری و زهکشی و مؤسسة‌ تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، 232 ص.
گلستانی‌کرمانی، س.، طباطبایی ، س. ح. و شایان‌نژاد، م.1388 .  اصلاح مدل بیلان حجمی با بهبود عبارت ذخیره سطحی برای آبیاری جویچه‌ای، دانش آب و خاک، 2: 47-60.
مصطفی‌زاده فرد، ب. و س. ف. موسوی. 1390. آبیاری سطحی؛ تئوری و عمل. ویرایش چهارم. انتشارات کنکاش. 582ص(ترجمه: Walker and Skogerboe, 1987)
مصطفی‌زاده‌فرد، ب. و س. ف. مو سوی،. 1388. آبیاری سطحی: تئوری و عمل (ترجمه‌)، انتشارات کنکاش. 583 ص.
مصطفی‌زاده‌فرد، ب.، .1370 تعیین پارامترهای معادله نفوذ کاستیاکف- لوئیس با استفاده از معادله بیلان حجم در یک مزرعه جویچه‌ای در اصفهان، علوم و صنایع کشاورزی، جلد 5 شماره1.
محمودیان، م.، 1376. پارامترهای معادله نفوذ کوسیتاکوف- لوئیس معادل با پارامترهای معادله نفوذ SCS ،  آب و خاک، جلد 11، شماره یک.
 
Banti, M., T. Zissis and E. Anastasiadou-Partheniou. 2011. Furrow irrigation advance simulation using a surface–subsurface interaction model. Irrig. Drain. Eng. 137: 304-314.
Bautista, E., and W. W. Wallender. 1993. Reliability of optimized furrow-infiltration parameters. J. Irrig. Drain. Eng. 119 (5): 784–800.
Childs, J. L. And W. W. Wallendr. 1993. Spatial and seasonal variation of furrow infiltration. Irrig. Drain. Eng. 119 (1): 74-90.
Davis, J. R., and A. W. Fry. 1963. Measurement of infiltration rates in irrigated furrows. Trans. ASAE. 6: 318–319.
Sedaghatdoost, A. and Ebrahimian, H. (2015). Calibration of infiltration, roughness and longitudinal dispersivity coefficients in furrow fertigation using inverse modelling with a genetic algorithm. Biosystems Engineering, 136, 129-139.
Ebrahimian, H. (2014). Soil infiltration characteristics in alternate and conventional furrow irrigation using different estimation methods. KSCE Journal of Civil Engineering, 18(6), 1904-1911.
Elliott, R. L., W. R. Walker, and G. W. Skogerboe. 1983. Infiltration parameters from furrow irrigation advance data. Trans. ASAE. 26 (6): 1726–1731.
Holzapfel, E. A., M. A. Marino, A. Valenzuela, and F. Diaz. 1988. Comparison of infiltration measuring methods for surface irrigation. J. Irrig. Drain. Eng. ASCE. 114 (1): 130–142
Gillies, M. H. and Smith, R. J. (2015). SISCO: surface irrigation simulation, calibration and optimisation. Irrigation Science, 33(5), 339-355.
Gillies, M. H. and R. J. Smith. 2005. Infiltration parameters from surface irrigation advance and run-off data. Irrig. Sci. 24:25-35.
Gillies, M. H., R. J. Smith and S. R. Raine. 2007. Accounting for temporal inflow variation in the invers solution for infiltration in surface irrigation. Irrig. Sci. 25:87-97
Kamali, P., Ebrahimian, H. and Parsinejad, M. (2018). Estimation of Manning roughness coefficient for vegetated furrows. Irrigation Science, 36(6), 339- 348.
Kazeroonian, S. M., Abbasi, F. and Sedghi, H. (2017). Statistical study of infiltration parameters variations of kostiakov-lewis equation in furrow irrigation during three farming seasons. Journal of Water and Soil Conservation, 24(4), 83-101
Kincaid., D. C. 1986. Intake rate: border and furrow. 871–887. In: Methods of Soil Analysis, no. 9, 2nd ed.
Trout, T. J., and B. E. Mackey. 1988. Inflow-outflow infiltration measurement accuracy. J. Irrig. Drain. Eng. 114 (2): 256–265.
Maroufpoor, E., Seyedzadeh, A. and Behzadynasab, M. (2017). Investigation of the accuracy of Non-point infiltration measurement methods in designing of furrow irrigation system. Journal of Water and Soil Conservation, 24(2), 257-271.
Sayah, B., Gil-Rodríguez, M. and Juana, L. (2016). Development of one-dimensional solutions for water infiltration. Analysis and parameters estimation. Journal of Hydrology, 535, 226-234.
Sedaghatdoost, A. and Ebrahimian, H. (2015). Calibration of infiltration, roughness and longitudinal dispersivity coefficients in furrow fertigation using inverse modelling with a genetic algorithm. Biosystems Engineering, 136, 129-139.
Walker, W. R. And G. V. Skogerboe. 1982. Surface Irrigation Theory and Practice, Prentice-Hall., New Jersey.
Walker, W. R. And G. V. Skogerboe. 1987. Surface Irrigation Theory and Practice, Prentice Hall Inc., Englewood Cliffs NJ.
دوره 16، شماره 3 - شماره پیاپی 93
مرداد و شهریور 1401
صفحه 472-484
  • تاریخ دریافت: 29 آبان 1400
  • تاریخ بازنگری: 04 اسفند 1400
  • تاریخ پذیرش: 11 اردیبهشت 1401
  • تاریخ اولین انتشار: 11 اردیبهشت 1401