بررسی روابط بین متغیرهای ورودی و شاخص‌های کارآیی در سیستم آبیاری نواری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

2 استادیار گروه مهندسی آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

چکیده

سابقه و هدف: آبیاری سطحی رایج‌ترین روش آبیاری در سرتاسر جهان است، به طوریکه 94 درصد از اراضی با این روش آبیاری می-شوند. پژوهش‌گران زیادی بیان داشتند که بازده پایین در آبیاری سطحی مربوط به نوع و ماهیت روش آبیاری سطحی نمی‌باشد، بلکه مربوط به ضعف در طراحی، اجرا و مدیریت آن است. مدیریت سیستم‌های آبیاری سطحی به دلیل زیاد بودن تعداد عوامل مؤثر و نیز تغییرات مکانی و زمانی زیاد عامل‌های ورودی، یک مسأله پیچیده به شمار می‌رود. عموما پژوهش‌گران تأثیر عامل‌های ورودی بر کارایی سیستم آبیاری را به طور جدا از هم مورد بررسی قرار می‌دهند و تأثیر ترکیبی و توامان عامل‌ها کمتر مورد توجه قرار گرفته است. هدف از این پژوهش، ارزیابی کارایی سیستم آبیاری نواری در شرایط تغییر توامان و دوگانه عامل‌های ورودی به مدل شبیه‌سازی SIRMOD در خاک لوم سیلتی با استفاده از روش هیدرودینامیک کامل می‌باشد.
مواد و روشها: مدل SIRMOD به ورودی‌هایی نیاز دارد که دقت اندازه‌گیری آن‌ها بر دقت شبیه‌سازی آن مؤثر است. بنابراین در پژوهش حاضر، عامل‌های دبی در واحد عرض، شیب نوار، زمان قطع جریان و طول نوار به عنوان عامل‌های ورودی در نظر گرفته شدند. جهت انجام ارزیابی کارایی مدل، عامل‌های دبی در واحد عرض، شیب نوار، زمان قطع جریان و طول نوار به میزان %25± و %50± تغییر داده شدند. در مورد عامل زمان قطع جریان، از آنجایی که بر اساس یک قاعده سرانگشتی زما‌ن‌های قطع جریان طراحی شده باید کسر صحیحی از یک روز و ساعت باشند، زمان‌های قطع جریان 2، 3، 4، 6 و 8 ساعت در یک روز به عنوان مقادیر متغیر این عامل در نظر گرفته شدند. همچنین به منظور ارزیابی کارایی سیستم آبیاری نواری از شاخص‌های راندمان کاربرد و یکنواختی توزیع استفاده شد.
یافته‌ها: نتایج حاصل از پژوهش نشان داد که بالاترین میزان راندمان کاربرد (8/94 درصد)، برای دو عامل دبی 5/1 لیتر بر ثانیه و زمان قطع 180 دقیقه به دست آمد. بالاترین مقدار شاخص یکنواختی توزیع (6/98 درصد)، برای دو عامل زمان قطع جریان480 دقیقه و شیب 006/0 (متر بر متر) حاصل شد. علاوه بر این تأثیر دبی بر کارایی سیستم آبیاری نواری از سایر عامل‌ها بیشتر بود. همچنین نتایج نشان داد که می-توان برای یک خاک با بافت لوم سیلتی، دبی 2 لیتر در ثانیه و طول 240 متر را به ترتیب برابر با دبی بحرانی و طول بحرانی در نظر گرفت.
نتیجه‌گیری: می‌توان دو عامل دبی و زمان قطع جریان را به عنوان یک ترکیب بهینه، جهت دستیابی به کارایی بالا در سیستم آبیاری نواری انتخاب نمود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Assessment of the performance indicators and input variables of border irrigation system

چکیده [English]

Background and objectives: The most common of irrigation method in the world is surface irrigation, so that 94 percent of land is irrigated by this method. Many researchers say that low-efficiency surface irrigation is not related to the type and nature of surface irrigation, but also of weaknesses in the design, implementation and management. Many researchers say that low-efficiency surface irrigation is not related to the type and nature of surface irrigation, but also of weaknesses in the design, implementation and management of it. Management of surface irrigation is a complex engineering problem due to spatial and temporal variation of several affecting parameters. However researchers have individually studied the influence of each parameter on the efficiency of surface irrigation systems, but the combined effects of the parameters have not been investigated. Therefore, this study was conducted to evaluate the efficiency of the border irrigation system under simultaneous variation of two input parameters using Full Hydrodynamic Method of SIRMOD model in a silty loam soil.
Materials and Methods: SIRMOD requires input parameters that measurement accuracy of this is effective on the accuracy of the simulation model. The unit flow rate, slope, length and cutoff time were used as input parameters. In order to assess the performance of the model unit flow rate, slope, length and cutoff time were changed ±25% and ±50%. About cutoff time, because of it must be the correct fraction of a day, therefore cutoff time 2, 3, 4, 6 and 8 hours in a day were considered. Also, to evaluate the efficiency of border irrigation, the Ea and DU indexes were used.
Results: The results of the study showed that the highest Ea (94.8%) was obtained for the unit flow rate of 1.5 (lps) and cutoff time of 180 minutes. The maximum DU (98.6%) was obtained for the two-parameters of cutoff time of 480 minutes and a slope of 0.006 (m/m). The influence of the unit flow rate on the performance of border irrigation was higher than other parameters. The results showed that can be considered value 2 (lps) and 240 meters as the unit flow rate crisis and length crisis for a silt loam soil respectively.
Conclusion: The combination of unit flow rate and cutoff time can be selected as optimal combination to achieve high efficiency in border irrigation.
Conclusion: The combination of unit flow rate and cutoff time can be selected as optimal combination to achieve high efficiency in border irrigation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Surface irrigation
  • Application Efficiency
  • Distribution Uniformity
  • SIRMOD