ارزیابی معادله‌های غیرماندگار زهکشی برای تعیین فاصله زهکش‌های زیرزمینی در اراضی شالیزاری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

2 دانشیار گروه مهندسی آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

چکیده

رفع کامل مشکلات زهکشی و فراهم نمودن شرایط کشت مناسب در کلیه فصول سال در بخش وسیعی از شالیزارهای شمال کشور، مستلزم اجرای زهکشی زیرزمینی است. با توجه به شرایط خاص این اراضی، مانند وجود لایه سخت رسی در عمق کم و بارندگی زیاد در فصول مرطوب، استفاده از معادله مناسب برای طراحی سیستم­های زهکشی زیرزمینی اهمیت بسیار زیادی دارد. در این تحقیق، کاربرد برخی روابط غیرماندگار زهکشی شامل معادله­های گلوور-دام، باور-وان شیلفگارد، کراجنهوف-ماسلند و دزو-هلینگا برای تعیین فاصله زهکش­های زیرزمینی در اراضی شالیزاری مورد ارزیابی قرار گرفت. در طول یک فصل کشت کلزا، از آذر 1390 تا فروردین 1391، عمق سطح ایستابی در تیمارهای مختلف پایلوت زهکشی زیرزمینی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری اندازه­گیری شد. عملکرد هر یک از معادله­ها با استفاده از آماره­های راندمان (EF)، درصد خطا (PE)، ضریب تعیین (R2)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین انحراف (AD) ارزیابی شد. از میان معادله­های مختلف، معادله دزو-هلینگا عملکرد مناسب­تری برای برآورد سطح ایستابی در کل دوره مطالعه داشت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Assessment of Unsteady- State Drainage Equations to Determine the Spacing of Subsurface Drains in Paddy Fields

نویسندگان [English]

  • Abdolahe Darzi-Naftchali 1
  • Ali Shahnazari 2
1 Assistant professor, Water Engineering Department., Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University., Sari., Iran
2 Associate professor, Water Engineering Department., Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University., Sari., Iran
چکیده [English]

Subsurface drainage is required to eliminate drainage problems and to provide year-round cropping conditions in large areas of the Northern Iran,spaddy fields.With regard to the specific characteristics of these fields such as presence of hard layer of clay at shallow depth and high rainfall in the wet seasons, using an appropriate equation is important for the design of subsurface drainage systems.In this research, the applicability of four unsteady- state drainage equations including Glover–Dumm, Van-Shilfgard, Dezeeuw– Hellinga, and Kraijenhoff– Maaslandwas evaluated to determine subsurface drain spacing in paddy fields. Measurement of water table depth was made daily during a canola growing season, from November 2011 to April 2012, ​​in different treatments of subsurface drainage pilotof Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University. Performance of each equation was evaluated using the statistics including efficiency (EF), percent error (PE), coefficient of determination (R2), root mean square error (RMSE) and mean deviation (AD).Among different equations, the Dezeeuw– Hellinga was the best equationfor estimating water table depth during the study period.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Paddy field
  • water table depth
  • Canola
  • Drainage equations
بانک کشاورزی (اداره کل مطالعات و بررسی­های اقتصادی)، 1388. خلاصه سیمای آب و هوا، اقلیم و منابع آب استان مازندران، 11 ص.
بانک کشاورزی (اداره کل مطالعات و بررسی­های اقتصادی)، 1389. وضعیت بخش کشاورزی در استان مازندران، 42 ص.
بای بوردی،م.، 1378. اصول مهندسی زهکشی و بهسازی خاک. چاپ هشتم، انتشارات دانشگاه تهران، 641 ص.
بخت­فیروز،ع.، 1390. بررسی اثر سامانه­های زهکشی بر گسیل گاز متان و دی­اکسید کربن از شالیزارها. پایان­نامه کارشناسی ارشد دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، 50 ص.
جعفری،ج.، ناظمی،ا.ح.، اشرف صدرالدینی،س.ع و افروزی،ع. 1391. اندازه­گیری و برآورد تراز سطح ایستابی و میزان تخلیه زهکشی در جریان غیرماندگار. فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب. سال سوم 11: 125-115.
جواهردشتی،م و اصفهانی،م. 1381. برنج دیم (ترجمه). نشر علوم کشاورزی، 128 ص.
درزی،ع.، میرلطیفی،س.م.، شاهنظری،ع.اجلالی،ف و مهدیان،م.ح. 1391. تأثیر زهکشی سطحی و زیرزمینی بر تلفات فسفر از اراضی شالیزاری. نشریه آبیاری و زهکشی ایران، 3 .6: 225-215.
درزی،ع.، میرلطیفی،س.م.، شاهنظری،ع.اجلالی،ف و مهدیان،م.ح. 1392. تأثیر زهکشی سطحی و زیرزمینی بر تلفات نیتروژن از اراضی شالیزاری. نشریه آبیاری و زهکشی ایران، 3 .7: 305-294.
علیزاده،ا.، 1382. زهکشی اراضی، طرح و برنامه­ریزی سیستم­های زهکشی در کشاورزی. چاپ پنجم، انتشارات آستان قدس رضوی، 448 ص.
کریمی،و. 1387. مدیریت آب در دوره گل­آب کردن اراضی شالیزاری. مجموعه مقالات دومین کنفرانس راهکارهای بهبود و اصلاح سامانه­های آبیاری سطحی.
وزارت جهاد کشاورزی، 1389. آمارنامه کشاورزی (جلد اول): محصولات زراعی، سال زراعی 88-1388.
Darzi- Naftchali,A.,Mirlatifi,S.M and Asgari,A. 2014. Comparison of steady and unsteady state drainage equations for determination of subsurface drain spacing in paddy fields- A case study in Northern Iran. Paddy and Water Environment. 12:103–111.
Darzi- Naftchali,A., Mirlatifi,S.M., Shahnazari,A., Ejlali,F  and Mahdian, M.H., 2013. Effect of subsurface drainage on water balance and water table in poorly drained paddy fields. Agricultural Water Management, 130: 61– 68.
Darzi- Naftchali,A and Shahnazari,A. 2014. Influence of Subsurface drainage on the productivity of poorly drained paddy fields.Europ. Journal of Agronomy. 56: 1-8.
Djurovic,N and Stricevic,R. 2003. Application of Krajinhoff van de Leur- Massland, s method in drainage. Journal of Agricultural Sciences. 48.2: 159-170.
Guerra,L.C., Bhuiyan,S.I., Tuong,T.P  and Tuong,R. 1998. Producing more rice with less water. SWIM Paper 5. Colombo, Sri Lanka: International Water Management Institute.
Halbac-Cotoara,R. 2009. Results obtained in drainage arrangements designed by using drain space application. Research Journal of Agricultural Science. 41.1:426-431.
Kahlown,M.A and Khan, A.D. 2004. Tile drainage manual, Pakistan council of research in water resources.145 p.
Kumar,R., Bhakar,S.R and Singh,P.K. 2013. Evaluation of hydraulics characteristics and management strategies of subsurface drainage system in Indira Gandhi Canal Command. Agriculture Engineering International: CIGR Journal. 15 .2: 1-9. Open access at http://www.cigrjournal.org.
Legates,D.R and McCabe,G.J. 1999. Evaluating the use of “goodness-of-fit” measures in hydrologic and hydroclimatic model validation. Water Resources Research. 35: 233-241.
Nash,J.E and Sutcliffe,J.V. 1970. River flow forecasting through conceptual models. A discussion of principles. Journal of Hydrology. 10: 282-290.
Ritzema,H.P. 1994. Subsurface flows to drains. In: Ritzema H.P. Drainage principles and applica­tions ILRI Publ. 16, Wageningen, The Netherlands: 283–294.
Singh,P.K., Singh,O.P., Jaiswal,C.S and Chauhan,H.S. 1999. Subsurface drainage of a three layered soil with slowly permeable top layer. Agricultural Water Management. 42: 97-109.
Stibinger,J. 2009. Terrain experimental measurement of saturated hydraulic conductivity on paddy fields in Taoyuan (Taiwan) during the cycling of flooded period. Agriculturatropicaetsubtropica, 42 (2): 82-89.
Tripathi,V.K. Gupta,S.K and Kumar,P. 2008. Performance Evaluation of Subsurface Drainage System with the Strategy to Reuse and Disposal of its Effluent for Arid Region of India. Journal of Agricultre. Physics. 8: 43-50.
Wang,X., Mosley,C.T., Franken berger,J.R and Kladivko,E.J. 2006. Subsurface drain flow and crop yield predictions for different drain spacings using DRAINMOD. Agricultural Water Management, 79: 113–136.