
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 622 |
تعداد مقالات | 6,489 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,609,293 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,200,296 |
شبیهسازی پروفیل رطوبتی خاک در سیستم آبیاری قطرهای سطحی و زیرسطحی با استفاده از مدل HYDRUS-2D | ||
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک | ||
مقاله 14، دوره 23، شماره 2، خرداد 1395، صفحه 225-238 اصل مقاله (1.26 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwfst.2016.3065 | ||
نویسندگان | ||
سینا بشارت* 1؛ سودابه ملایی توانی2 | ||
1هیات علمی | ||
2دانشجوی کارشناسی ارشد | ||
چکیده | ||
سیستم آبیاری قطرهای یکی از موثرترین راهکارها برای افزایش بهرهوری و استفاده بهینه از منابع آب موجود میباشد. درک تواناییهای کامل روشهای آبیاری قطرهای نیازمند بهینهسازی پارامترهای در دسترس میباشد. مهمترین این پارامترها شامل دور، شدت و زمان آبیاری میباشند. در آبیاری زیر سطحی نیز با حذف تبخیر از سطح خاک مقدار مصرف آب کاهش مییابد. در این راستا مدلهای عددی با صرفه جویی در زمان و هزینه به منظور مطالعه کارکرد سیستمهای آبیاری و بهینهسازی پارامترهای مدیریتی مورد استفاده قرار می-گیرند. در طراحی آبیاری قطرهای سطحی و زیر سطحی، شکل و ابعاد پیاز رطوبتی عامل اصلی در استقرار محل قطرهچکانها است بدین منظور از مدل های مختلف با داشتن مشخصات هیدرولیکی خاک، دبی و زمان کارکرد جهت تخمین دقیق پیاز رطوبتی استفاده میشود. هدف از این پژوهش اندازه گیری پروفیل رطوبتی خاک در آبیاری قطرهای سطحی و زیر سطحی و مقایسه نتایج شبیه سازی با استفاده از نرافزار HYDRUS-2D بود. در این پژوهش، آزمایشها جهت بررسی پروفیل رطوبتی خاک، تحت روشهای آبیاری قطرهای سطحی و زیرسطحی در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه ارومیه اجرا گردید. اندازهگیریها با نصب لولههای T-Tape در فواصل یک متر از هم و اعمال دبی 4 لیتر درساعت به صورت سطحی و زیر سطحی انجام گرفت. در آبیاری قطرهای زیرسطحی لولهها در عمق 2/0 متری نصب شد. اندازهگیری رطوبت درهر دو سیستم آبیاری با استفاده از رطوبت سنج WET انجام شد. اندازهگیری رطوبت به صورت دو بعدی در عمق و شعاع مشخص و در فواصل زمانی 10 دقیقه ثبت شد. در این پژوهش شبیهسازی مدل HYDRUS-2D با نتایج اندازهگیری مقایسه شد. نتایج حاصل از شبیه سازی پروفیل رطوبتی خاک با استفاده از مدل HYDRUS-2D هماهنگی قابل قبولی با دادههای مشاهداتی داشت (RMSE بین 01/0 تا 14/0). بر اساس نتایج تغییرات دادههای اندازهگیری شده نسبت به دادههای شبیهسازی شده (R2 ) در آبیاری قطرهای سطحی و زیرسطحی در زمان کاربرد 24 ساعت به ترتیب برابر 811/0 و برابر 906/0 میباشد. در این پژوهش از مدل شبکه عصبی ROSETTA جهت تخمین پارامترهای هیدرولیکی خاک استفاده شد. با استفاده از سه تابع تخمین موجود در مدل، پارامترهای هیدرولیکی در ROSETTA ارزیابی شد. براساس مقادیر خطای بدست آمده مشاهده شد که اختلاف میزان خطا در دو مدل Full ROSETTA و ROSETTA Lite ناچیز بوده و تنها در بعضی از عمقها مقدار خطای مدل Full ROSETTA کمتر از مدل ROSETTA Lite بوده است. در حالت کلی بر اساس نتایج میتوان گفت دادههای اندازهگیری تطابق خوبی با نتایج Full ROSETTA دارد. نتایج نشان داد که می توان از نرم افزار HYDRUS در طراحی آبیاری قطره ای استفاده کرد. | ||
کلیدواژهها | ||
آبیاری قطرهای زیرسطحی؛ پروفیل رطوبتی خاک؛ حرکت آب در خاک؛ شبیه سازی | ||
مراجع | ||
1.Alikhan, A., Yitayev, M., and Warrick, W. 1996. Field evaluation of water and solute distribution from a point source. J. Irrig. Drain. Engin. 122: 4. 221-227.
2.Assouline, S. 2002. The effects of microdrip and conventional drip irrigation on water distribution and uptake. Soil Sci. Soc. Am. J. 66: 1630-1636.
3.Bhatnagar, P.R., and Srivastava, R.C. 2003. Gravity-fed drip irrigation system for hilly terraces of the northwest Himalayas. Irrig. Sci. 21: 151-157.
4.Bresler, E. 1978. Analysis of trickle irrigation with application to design problems. Irrig. Sci. 1: 3-17. 5.Camp, C.R. 1998. Subsurface drip irrigation: a review. Trans ASAE. 41: 5. 1353-1367.
6.Cote, C.M., Bristow, K.L., Charlesworth, P.B., Cook, F.J., and Thorburn, P.J. 2003. Analysis of soil wetting and solute transport in subsurface trickle irrigation. Irrig. Sci. 22: 143-156.
7.Cook, F.J., Thorburn, P.J., Bristow, K.L., and Cote, C.M. 2003. Infiltration from surface and buried point sources: the average wetting water content. Water Resources Research. 39: 12. 1364-1377. 8.Cook, F.J., Fitch, P., Thorburn, P.J., Charles worth, P.B., and Bristow, K.L. 2006. Modeling Trickle irrigation: Comparison of analytical and numerical models for estimation of wetting front position with time. Environmental Modeling & Software. 21: 1353-1359.
9.El-nesr M., Alazba A., and Simunek J., 2014. HYDRUS simulations of the effects of dual-drip subsurface irrigation and a physical barrier on water movement and solute transport in soils. Irrig. Sci. 32: 2. 111-125. 10.Gardenas, A., Hopmans, J.W., Hanson, B.R., and Simunek, J. 2005. Two-dimensional modeling of nitrate leaching for various fertigation scenarios under microirrigation. Agric. Water Manage. 74: 219-242.
11.Ghani A., Raine S., Mc Hugh A., and Hamilton G., 2015. Managing lateral infiltration on wide beds in clay and sandy clay loam using Hydrus 2D. Irrig. Sci. 33: 3. 177-190.
12.Kandelous, M.M., and Simunek, J. 2010. Comparison of numerical analytical and empirical models to estimate wetting patterns for surface and subsurface drip irrigation. Irrig. Sci. doi: 10.1007/ s00271-009-0205-9. 13.Khalili, M., Akbari, M., Hezarjaribi, A., Zakerinia, M., and Abbasi, F., 2014. Numerical Versus Empirical Models for Estimating Wetting Patterns in Subsurface Drip Irrigation Systems. J. Agric. Engin. Res. 15: 2. 1-14. (In Persian)
14.Khanmohamadi, N., Rezaee, H., Besharat, S., and Behmanesh, J. 2012. Evaluation of Soil Water Profile Simulations in Drip Irrigation Based on Soil Hydraulic Properties with Experimental Observations, Iran. J. Irrig. Drain. 3: 6. 187-195. (In Persian)
15.Mmolawa, K., and Or, D. 2003. Experimental and numerical evaluation of an analytical volume balance model for soil water dynamics under drip irrigation. Soil Sci. Soc. Am. J. 67: 1657-1671.
16.Rahimzadegan, R. 1977. Water movement in field soil from a point source. M.Sc. Thesis, Utah State Univ., Logan, Utah, USA.3.
17.Revol, P., Vauclin, M., Vachaud, G., and Clothier, B.E. 1997. Infiltration from a surface point source and drip irrigation 1. The midpoint soil water pressure. Water Resources Research. 33: 1861-1867.
18.Skaggs, T.H., Trout, T.J., Simunek, J., and Shouse, P.J. 2004. Comparison of HYDRUS-2D simulations of drip irrigation with experimental observations. Irrig. Drain. ASCE. 130: 4. 304-318. 19.Singh, D.K., Rajput, T.B.S., Singh, D.K., Sikarwar, H.S., Sahoo, R.N., and Ahmad, T. 2006. Simulation of soil wetting pattern with subsurface drip irrigation from line source. Agric. Water Manage. 83: 130-134. 20.Singh, S.D., and Singh, P. 1978. Value of drip irrigation compared with conventional irrigation for vegetable production in a hot arid Climate. Agron. J. 70: 945-947.
21.Siyal, A.A., and Skaggs, T.H. 2009. Measured and simulated soil wetting patterns under porous clay pipe sub-surface irrigation. Agric. Water Manage. 96: 893-904.
22.Simunek, J., Sejna, M., and Van Genuchten, M.Th. 2006. The HYDRUS software package for simulating two- and three-dimensional movement of water, heat, and multiple solutes in variably-saturated media. Technical Manual, Version 1.0. PC Progress, Prague, Czech Republic.
23.Wang, F.X., Kang, Y., and Liu, S.P. 2006. Effects of drip irrigation frequency on soil wetting pattern and potato growth in North China Plain. Agric. Water Manage. 79: 248-264.
24.Zur, B. 1996. Wetted soil volume as a design objective in trickle irrigation. Irrig. Sci. 16: 101-106. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,631 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,700 |