ارائه روابطی برای پیش‌بینی الگوی توزیع مجدد رطوبت خاک در سیستم آبیاری قطره‌ای سطحی و زیرسطحی به روش آنالیز ابعادی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران، دانشجوی دکتری

2 گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران، استاد

3 گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران، استادیار

4 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، تهران، ایران

چکیده

مدل‌سازی الگوی توزیع مجدد رطوبت بعد از زمان آبیاری و در نظر گرفتن این پارامتر در طراحی می‌تواند به عنوان یکی از معیارهای افزایش بهره‌وری مصرف آب در سیستم‌های آبیاری قطره‌ای سطحی و زیرسطحی محسوب گردد. در این مطالعه، آزمایش‌ها در یک مدل پلکسی‌گلاس شفاف با ابعاد m5/0×m22/1×m3 و برروی سه نوع بافت (متوسط، سنگین و سبک) به انجام رسید. قطره‌چکان‌ها در چهار عمق صفر (سطحی)، cm15 (H1)، cm30 (H2) و cm45 (H3) مورد ارزیابی قرار گرفتند. دبی‌ قطره‌چکان‌ها با زمان آبیاری 6 ساعت و با مقادیر 4/2 (Q1) و 4 (Q2) لیتر در ساعت اعمال گردید. سپس، به کمک قضیه π باکینگهام و با استفاده از آنالیز ابعادی روابطی به منظور تخمین الگوی توزیع مجدد رطوبت بعد از زمان آبیاری در سیستم‌های آبیاری قطره‌ای سطحی و زیرسطحی ارائه گردید که تابعی از حجم آب کاربردی در زمان آبیاری، هدایت هیدرولیکی خاک و مدت زمان سپری‌شده بعد از پایان آبیاری می‌باشد. نتایج مقایسه بین مقادیر اندازه‌گیری‌شده و شبیه‌سازی‌شده نشان داد که این مدل‌ها با دقت بالایی الگوی توزیع مجدد را پس از پایان آبیاری پیش‌بینی می‌کنند. با بکارگیری این روابط در سیستم آبیاری قطره‌ای سطحی و زیرسطحی، می‌توان عملکرد این سیستم‌ها را به میزان قابل توجهی بهبود بخشید.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Developing Equations to Predict the Pattern of Soils Moisture Redistribution in Surface and Subsurface Drip Irrigation Systems Using Dimension Analysis

نویسندگان [English]

  • Bakhtiar Karimi 1
  • Teymour Sohrabi 2
  • Farhad Mirzaei 3
  • Behnam Ababaei 4

4 Young Researchers and Elites Club, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran

چکیده [English]

Modelling moisture redistribution in soils after irrigation cutoff and utilizing this parameter in system design can be considered as one of the criteria for improving water productivity in surface and subsurface irrigation systems. In this study, experiments were carried out in a transparent plexy-glass tank (0.5m.1.22m.3m) using three different soil textures (fine, heavy and medium). The drippers were installed at 4 different soil depths (surface, 15cm, 30ch and 45cm). The emitter outflows were considered 2.4 and 4 lit/hr with irrigation duration of 6hr. Then, using the- theorem of Buckingham and Dimension Analysis (DA), equations were developed to estimate the pattern of moisture redistribution (horizontal and vertical) after irrigation cutoff in surface and subsurface drip irrigation systems. The results of the comparisons between simulated and observed values showed that these equations are very capable in predicting the pattern of moisture redistribution in different directions. Considering these equations in designing surface and subsurface drip irrigation systems could improve system performance.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dimension analysis
  • Redistribution
  • Surface drip irrigation
  • Subsurface drip irrigation
  • Optimum management