برآورد ابعاد پیاز رطوبتی با مدل تجربی و مدل عددی HYDRUS-2D در آبیاری قطره‌ای زیرسطحی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 دانشیار موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی

3 دانشیار گروه مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

4 استادیار گروه مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

5 استاد موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی

چکیده

کاهش چشم­گیر کمیت و کیفیت منابع­ آب در دسترس، بشر را وا می­دارد تا آب را به‌ شکلی درست­تر مصرف کند. 
سیستم­های نوین آبیاری مانند آبیاری زیرسطحی، از راه­هایی هستند که باعث افزایش بازده و کارایی مصرف آب می­شوند.  در این روش­های آبیاری، با توزیع آب در داخل نیم­رخ خاک، سطح خاک خشک باقی می­ماند و تبخیر کاهش می­یابد.  در طراحی آبیاری قطره­ای زیر­سطحی، شکل و ابعاد پیاز رطوبتی عامل اصلی در تعیین عمق نصب لوله­های قطره­چکان­دار و فاصلۀ قطره­چکان­ها از یکدیگر است و به این منظور مدل­های زیادی ارائه شده که با داشتن مشخصات هیدرولیکی خاک، دبی خروجی و حجم آب خارج شده، می­توانند تخمین قابل قبولی از شکل پیاز رطوبتی ارائه ­دهند.  در این تحقیق، برای برآورد پیاز رطوبتی از روش آنالیز ابعادی، به‌دلیل ساده بودن و نیز کم بودن تعداد پارامترهای موردنیاز، به‌عنوان مدل تجربی و مدل عددی HYDRUS-2D استفاده شد.  مقادیر اندازه­گیری شده، شکل پیاز رطوبتی در سیستم آبیاری قطره­ای زیر­سطحی (شامل عمق خیس ­شده در پایین قطره­چکان، عمق خیس ­شده در بالای قطره­چکان و عرض خیس ­شده) در یک خاک لومی با عمق نصب 40 سانتی­متر زیر سطح خاک با دبی 5/3 لیتر در ساعت با نتایج هر دو مدل مقایسه شد.  ضریب تبیین بالای بین 88/0 تا 97/0 برای مدل HYDRUS-2D و 94/0 تا 98/0 برای مدل تجربی به‌دست آمد که دقت هر دو مدل را در تعیین ابعاد پیاز رطوبتی در آبیاری قطره­ای زیرسطحی نشان می­دهد

Acar, b., Topak, R. and Mikailsoy, F. 2009. Effect of applied water and discharge rate on wetted soil volume in loam or clay-loam soil from an irrigated trickle source. Afr. J. Agric. Res. 1, 049-054.

Ben-Asher, J. and Phene, C. J. 1996. Surface and subsurface drip irrigation: an analysis by a numerical model. Research Report. Jacob Blaustein Institute for Desert Research. Ben Gurion University of Negev. Negev, Israel.

Chu, S. T. 1994. Green-Ampt analysis of wetting pattern for surface emitters. J. Irrig. Drain. Eng. 120(2): 414-421.

Elmaloglou, S. and Diamantopoulos, E. 2009. Simulation of water dynamics under subsurface drip irrigation from line sources. Agric. Water Manage. 96, 1587-1595.

Karimi Gogheri., Sh. Irandoust, M. and Hosseininia, M. 2011. Simulation of water content and evaporation in subsurface drip irrigation in sandy loam. Water Resour. Eng. J. 4, 49-60. (in Farsi)

 

برآورد ابعاد پیاز رطوبتی با مدل تجربی و مدل عددی...

Lamm, F. R. and Camp, C. R. 2007. Subsurface Drip Irrigation. In: Lamm, F.R., Ayars, J. E. and Nakayama, F.S. (Eds.) Microirrigation for Crop Production: Design, Operation and Management. Elsevier Science Pub. 473-551.

Lazarovith, N., Warrick, A. W., Furman, A. and Simunek, J. 2007. Subsurface water distribution from drip irrigation described by moment analyses. J. Vadose Zone. 6, 116-123.   

Mailhol, J. C., Ruellea, P., Walserb, S., Schutzeb, N. and Dejeana, D. 2011. Analysis of aet and yield predictions under surface and buried drip irrigation systems using the crop model pilote and
Hydrus-2D. Agric. Water Manage. 98, 1033-1044.

 Mirzaei, F., Liaghat, A., Sohrabi, T. and Omid, M. 2006. Simulation of wetting pattern from line source in tape drip irrigation. J. Agric. Eng. Res. 6, 53-66. (in Farsi)

M-Kandelous, M. and Simunek, J. 2010a. Numerical simulations of water movement in a subsurface drip irrigation system under field and laboratory conditions using HYDRUS-2D. Agric. Water Manage.
97, 1070-1076.

M-Kandelous, M. and Simunek, J. 2010b. Comparison of numerical, analytical, and empirical models to estimate wetting patterns for surface and subsurface drip irrigation. Irrig. Sci. 28, 435-444.

M-Kandelous, M., Liaghat, A. and Abbasi, F. 2008. Estimation of soil moisture pattern in subsurface drip irrigation using dimension alanalysis method. J. Agric. Sci. 39(2): 371-378 (in Farsi)

M-Kandelous, M., Simunek, J., van Genuchten. and Malek, K. 2011. Soil water content distributions between two emitters of a subsurface drip irrigation system. Soil Sci. Soc. Am. J. 75(2): 488-497.

Patel Neelam. and Rajput, T. B . S. 2008. Dynamics and modeling of soil water under subsurface drip irrigated onion. Agric. Water Manage. 95, 1335-1349.

Provenzano, G. 2007. Using HYDRUS-2D simulation model to evaluate wetted soil volume in subsurface drip irrigation system. J. Irrig. Drain. Eng. 133, 342-349.

Provenzano, G. 2008. Discussion of using HYDRUS-2D simulation model to evaluate wetted soil volume in SDI System. J. Irrig. Drain. Eng. 10, 1061-1072.

Schwartzman, M. and Zur, B. 1986. Emitter spacing and geometry of wetted soil volume. J. Irrig. Drain. Eng. 112, 242-253.

Simunek, J., Sejna, M. and van Genuchten, M. Th. 1999. The HYDRUS-2D software package for simulating the two-dimentional movement of water, heat, and multiple solutes in variably-saturated media. Version 2.0. U. S. Salinity Laboratory. USDA. ARS, Riverside, California.

Simunek, J., van Genuchten, M. Th. and Sejna, M. 2006. The HYDRUS software package for simulating two and three- dimentional movment of water, heat, and multiple solutes in variably-saturated media. Technical Manual. Version 1. 0. Pc Progress. Prague, Czech Republic.

Singh, D. K., Rajput, T. B. S., Singh, D. K., Sikarwar, H. S., Sahoo, R. N. and Ahmad, T. 2006.  Simulating of soil wetting pattern with subsurface drip irrigation from line source. Agric. Water Manage. 83, 130-134.