برآورد پارامتریک جبهة پیشروی آب در آبیاری نواری خاک‌های سنگریزه‌ای با استفاده از رطوبت اولیة خاک

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مربی و عضو هیئت علمی گروه مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه

2 استادیار گروه آبیاری و زهکشی دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس

3 استادیار گروه خاکشناسی دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

آبیاری سطحی به دلیل سادگی و اینکه به دستگاه­های ویژه­ای نیاز ندارد، از رایج‌ترین روش­های آبیاری به شمار می‌آید.  سرعت پیشروی آب در سطح خاک، یکی از عوامل مهم در طراحی و مدیریت آبیاری سطحی است.  سرعت پیشروی آب، خود از رطوبت اولیة خاک، شیب، بافت خاک، ساختمان خاک، و دبی ورودی و دمای آب تأثیر می‌پذیرد.  رطوبت اولیة خاک موثرترین عامل بر فرآیند نفوذ است.  تغییرات نفوذ نیز فرآیند پیشروی را تحت تأثیر قرار می‌دهد.  در مدل­های ریاضی موجود پیش‌بینی پیشروی، مقدار نفوذ با استفاده از روابط تجربی محاسبه می­شود که فقط تابعی از زمان نفوذ هستند.  از این رو، اثر تغییرات رطوبت در نیمرخ خاک بر نفوذ نادیده گرفته می‌شود.  هدف از این پژوهش، بررسی اثر رطوبت اولیة خاک بر فرآیند پیشروی در خاک­های سنگریزه‌ای است.  برای این منظور، 8 نوار به طول 60 متر و عرض 5/1 ­متر با شیب 5/0 درصد ایجاد شد.  در هر یک از نوارها، برای رطوبت­های اولیة 2 تا 48 درصد، پیشروی اندازه‌گیری و ثبت شد.  در رطوبت­های اولیة کمتر از 6 درصد، جبهة پیشروی آب در مدت زمان بین 1000 تا 1500 ثانیه به انتهای نوار رسید.  این زمان، برای رطوبت­های اولیة  بیشتر از 20 درصد بین 400 تا 500 ثانیه بود.  ارتباط بین پارامترهای معادلة پیشروی و رطوبت اولیة خاک به شکل معادلات مختلف به دست آمد.  نتایج نشان می­دهد که توابع به دست آمده می‌توانند به خوبی بر نتایج حاصل از آزمایش برازش یابند.  با این حال، بین نتایج محاسباتی و داده‌های مشاهداتی گسستگی اندک وجود داشت که (کمتر از 10 درصد) بود.  نتایج همچنین نشان می­دهد که تغییرات رطوبت اولیه، تأثیری قابل توجه بر سرعت پیشروی آب در نوار دارد و در نظر گرفتن تأثیر رطوبت اولیة خاک بر ضرایب معادلة پیشروی، موجب پیش‌بینی دقیق‌تر آن می‌شود.  در نتیجه، برآورد زمان ‌نفوذ در نقاط مختلف در طول نوار با خطایی کمتر قابل محاسبه است.

کلیدواژه‌ها


Bassett, D. L. 1976. Simulating overland flow in borderIrrigation. Trans. of the ASAE.  19(4): 666-671.

2- Fok, Y. S. and Bishop, A. 1995. Analysis of water advance in surface irrigation.  J. of Irrig. and Drain. Eng. 91(3): 99-116.

3- Hart, W.  E., and Bassett, D. L. and Strelkoff, T. 1968. Surface irrigation hydraulics-kinematics. J. of Irrig. and Drain. Eng. 94 (IR4): 419-440.

4- Henoque, R. 1995. Prediction of surface irrigation advance using soil intake properties.  J. of Irrig. Sci. 16, 159-167.

5- Katopodes, N.  D. and Strelkoff, T. 1977. Border irrigation hydraulics with zero inertia. J. of Irrig. and Drain. Eng. 103(3): 309-324.

6- Ojha, C.  S.  P. and Subbaian, D. 1997.  Analysis of flow through lateral slot. J. Irrig. and Drain. Eng. 123(5): 402-405.

7- Sakkas, J.  G. and Strelkoff, T. 1974.  Hydrodynamics of surface irrigation - Advance phase. J. of Irrig. and Drain. Eng. 100(1): 31-48.

8- Turbac, A. S. 1984. Analytical solution for surface irrigation.  Ph.D.Dissertation. Colorado State University. Fort Collins. Colorado.

9- Walker, W. R. and Skogerboe, G. V. 1987. Surface irrigation theory and practice, U. S. A.  Prentce Hall.