ارزیابی روش یک نقطه ای در برآورد مشخصات نفوذ (مطالعه روش مقیاس‌سازی)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی آب، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل، زابل، ایران

2 گروه مهندسی آب دانشکده آی و خاک- دانشگاه زابل- زابل-ایران

3 دانشیار - عضو هیئت‏ علمی گروه مهندسی آب - دانشکدة آب و خاک - دانشگاه زابل

چکیده

نفوذ آب در خاک یکی از پارامترهای تعیین‌کننده در آبیاری می‌باشد که تمامی عوامل مربوط به ارزیابی آبیاری را تحت تاثیر قرار می‌دهد. از طرفی تغییرات مکانی و زمانی پارامترهای نفوذ محدویت فیزیکی بزرگی در مدیریت و رسیدن به راندمان کاربرد بالای آبیاری سطحی می‌باشند. هدف از این تحقیق ارزیابی روش مقیاس‌سازی در برآورد پارامترهای معادله نفوذ در آبیاری جویچه‌ای بر اساس روش الیوت-واکر، شپرد و همکاران، ابراهیمیان و همکاران، infilt، والیانتس و میلاپالی و همچنین بررسی دقت نقطه میانی و نقطه انتهایی برای فرآیند مقیاس‌سازی است. برای این منظور یک منحنی نفوذ مرجع درنظر گرفته شده و سپس با استفاده از مدت زمان رسیدن آب به میانه و انتهای جویچه، عامل مقیاس آن جویچه به دست می‌آید. در این تحقیق از داده‌های اندازه‌گیری شده شش جویچه با بافت خاک و داده‌های ورودی مختلف استفاده شد. به طور کلی نتایج نشان داد چنانچه از نقطه انتهایی جویچه به منظور محاسبه فاکتور مقیاس در روش مقیاس‌سازی استفاده شود، دقت این روش به طور قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌یابد. بر اساس ارزیابی انجام شده روش ابراهیمیان دارای بهترین نتایج بود. در روش infilt تفاوت محسوسی بین استفاده از نقطه میانی و نقطه انتهایی وجود ندارد. در بسیاری از موارد استفاده از نقطه میانی به منظور بدست آوردن پارامترهای معادله نفوذ مقدار پیشروی را بیش‌برآورد، پیش‌بینی می‌کند. سادگی روش یک نقطه‌ای مقیاس‌سازی از مزایای این روش در مقیاس با سایر روش‌های بدست آوردن پارامترهای نفوذ است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of one-point method in estimating infiltration characteristics (scaling method)

نویسندگان [English]

  • morteza bazi 1
  • mohammad mahdi chari 2
  • masomeh delbari 3
1 Msc student, Water Engineering Department, Faculty of water and soil, University of Zabol, Zabol, Iran
2 water endineerind department- university of zabol
3 Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, University of Zabol, Zabol, Iran
چکیده [English]

Infiltration in the soil is one of the determining parameters in irrigation, which affects all factors related to irrigation evaluation. On the other hand, spatial and temporal variability of infiltration parameters are a major physical limitation in managing and achieving high application efficiency of surface irrigation. The objective of the present study is to evaluate scaling method in estimating the infiltration equation parameters in furrow irrigation based on Elliott-Walker, Shepard et al., Ebrahimian et al., infilt, Valiants and Milapali methods, and also to evaluation the accuracy of the middle point and end point for the scale process. For this purpose, a reference infiltration curve is considered and then using the time of to reach the middle and end of the furrow, the scale factor of that furrow is obtained. In this research, the measured data for six furrows with soil texture and different input data were considered. According to the results, if the furrow end point is used to calculate the scaling factor in the Scaling method, the accuracy of this method will be significantly increased .Based on the evaluation, Ebrahimian's method had the best results. In the infilt method, there is no noticeable difference between using the middle point and the end point. In many cases, using the middle point in order to obtain the parameters of the penetration equation overestimates the advance value. The simplicity of the one-point scaling method is one of the advantages of this method in comparison with other methods of obtaining penetration parameters

کلیدواژه‌ها [English]

  • irrigation
  • Scaling
  • infiltration
  • Furrow
قبادی، م. و ابراهیمیان، ح. 1394. برآورد نفوذ در آبیاری جویچهای یک در میان ثابت و یک در میان متغیر با استفاده از روش مقیاس­سازی. مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی. 16 (2): 13-24.
Ahuja, L.R. and Williams, R.D. 1991. Scaling water characteristics and hydraulic conductivity based on Gregson-Hector-McGowab approach. Soil Science Society of America Journal. 55: 308-319.
Babaei, F., Zolfaghari, A.S., Yazdani, M.R. and Sadeghipour, A. 2018. Spatial analysis of infiltration in agricultural lands in arid areas of Iran. Catena. 170: 25–35.
Bautista, E. and Wallender, W.W. 1985. Spatial variability of infiltration in furrows. Transaction of the ASAE. 28: 1846–1851.
Chari, M.M., Davari, K., Ghahraman, B. and ziaiei, A. N. 2019. General equation for advance and recession of water in border irrigation. Irrigation and Drainage. 68: 476–487.
Chari, M.M., Poozan, M.T. and Afrasiab, P. 2020a. Modeling infiltration in surface irrigation with minimum measurement (study of USDA–NRCS intake families). Modeling Earth Systems and Environment. 7: 433–441.
Chari, M.M., Poozan, M.T. and Afrasiab, P. 2020b. Modeling soil water infiltration variability using scaling. Biosystem Engineering. 196: 5 6 -66.
Childs, J., Wallender, W. W. and Hopmans, J. W. 1993. Spatial and seasonal variation of furrow infiltration. Journal of irrigation and drainage engineering. 119(1), 74-90.
Duan, R., Fedler, C.B. and Borrelli, J. 2011. Field evaluation of infiltration models in lawn soils. Irrigation Science. 29: 379–389.
Ebrahimian, H., Liaghat, A., Ghanbarian-Alavijeh, B. and Fariborz A. 2010. Evaluation of various quick methods for estimating furrowand border infiltration parameters, Irrigation Science. 28 (6): 479-488.
Ghorbani Dashtaki, S., Homaee, M., Mahdian, M.H. and Kouchakzadeh, M. 2009. Site dependence performance of infiltration models. Water Resources Management. 23: 2777–2790.
Gillies, M. H. 2008. Managing the effect of infiltration variability on the performance of surface irrigation. PHD dissertation. University of Queensland.
Green, W. H. and Ampt, G. A. 1911. Studies on soil physics, 1.The flow of air and water through soils. Journal of Agricultural Sciences. 4(1): 1-24.
Guzmán-Rojo; D.P., Bautista, E., Gonzalez-Trinidad, J.G. and Bronson, K.F. 2019.Variability of furrow infiltration and estimated infiltration parameters in a macroporous Soil. Journal of irrigation and drainage engineering. 145(2): 04018041.
Holtan, H. N. 1961. Concept for infiltration estimates in watershed engineering. USDA-ARS Bull. 41–51.
Horton, R. E. 1941. An approach toward a physical interpretation of infiltration-capacity. Soil Science Society American Journal. 5(C): 399- 417.
Khatri, K. L and Smith, R. J. 2006. Real-time prediction of soil infiltration characteristics for the management of furrow irrigation. Irrigation Science. 25(1), 33-43.
Khatri, K.L. and Smith, R.J. 2005. Evaluation of methods for determining infiltration parameters from irrigation advance data. Irrigation and Drainage. 54:467–482.
Lakzaianpour, G.H. Chari, M.M., Tabatabaei, S.M and Afrasiab, P. 2021.Scaling lognormal water retention curves for dissimilar soils. Hydrological Science Journal. 66(4): 622–629.
Langat, P. K. Smith, R.J. and Raine, S. R. 2008. Estimating the furrow infiltration characteristics from a single advance point. Irrigation Science. 26(5): 367-374.
Lewis, M. R. and Milne, W.E. 1938. Analysis of border irrigation. Agricultural Engineering. 19(6): 267–272.
Maghferati, H.R. Chari, M.M. Afrasiab, P and Delbari, M. 2021.Investigation of various volume–balance methods in surfaceirrigation. Arabian Journal of Geosciences. https://doi.org/10.1007/s12517-021-06505-9.
Mailapalli, D.R., Wallender, W.W. Raghuwanshi, N.S. and Singh, R. 2008. Quick method for estimating furrow infiltration. Journal of Irrigation and Drainage Engineering. 134(6):788–795.
McClymont, D.J. and Smith, RJ. 1996. Infiltration parameters from optimization on furrow irrigation advance data. Irrigation Science. 17(1):15–22.
Oyonarte, N. A., Mateos, L and Palomo, M. J. 2002. Infiltration variability in furrow irrigation. Journal of Irrigation and Drainage Engineering. 128(1): 26-33.
Philip, J. R. 1957. The theory of infiltration: 3. Moisture profiles and relation to experiment. Soil Science. 84(2), 163-178.
Shepard, J. S., Wallender, W.W. and Hopmans, J. W. 1993. One-point method for estimating furrow infiltration. Transaction of the ASAE. 36(2): 395– 404.
Tuli, A., Kosugi, K. and Hopmans, J.W. 2001. Simultaneous scaling of soil water retention and unsaturated hydraulic conductivity functions assuming lognormal pore-size distribution. Advances in Water Resources. 24: 677-688.
Valiantzas, J.D, Aggelides S. and Sassalou, A. 2001. Furrow infiltration estimation from time to a single advance point. Agricultuer Waterer Management. 52:17–32.
Vogel, T., Cislerova, M. and Hopmans, J.W. 1991. Porous media with linearly hydraulic properties. Water Resources Research. 27(10): 2735-2741