شبیه سازی الگوی توزیع رطوبت و تبخیر در آبیاری قطره ای زیر سطحی در یک خاک شنی

فصلنامه علمی مهندسی منابع آب

مقاله 5، دوره 4، شماره 11، آذر و دی 1390، صفحه 49-60   

نویسندگان

شهرام کریمی گوغری^* ؛ محسن ایراندوست؛ محدثه حسینی نیا

نویسنده

تاریخ دریافت: 18 دی 1394،  تاریخ پذیرش: 18 دی 1394 

چکیده

علاقه به استفاده از سامانه های آبیاری زیر فشار به دلیل کمبود منابع آب و بالا بودن بازده ی مصرف آب در این سامانه ها، در سالهای اخیر به صورت فزاینده ای افزایش یافته است. از جمله این روشها، که اخیراً در مناطق خشک ایران جهت آبیاری باغهای پسته مورد استفاده قرار می گیرد، سامانه ی آبیاری قطره ای زیر سطحی است. طراحی و مدیریت صحیح این سامانه ها مستلزم آگاهی از نحوه توزیع رطوبت در خاک است. در این تحقیق کارایی شبیه عددی HYDRUS-2D ، که قادر به شبیه سازی حرکت آب، املاح، و گرما در شرایط اشباع و غیر اشباع می باشد، جهت شبیه سازی توزیع رطوبت در خاک در زمانهای مختلف زیر قطره چکان زیر سطحی واقع در عمق 30 سانتی متری در مزرعه ای با خاک شنی، بررسی شده است. همچنین، تأثیر متغیرهای مختلف از جمله مقادیر متفاوت بده ( 2 و4 لیتر در ساعت) و کاربرد خاکپوش ( خاکپوش پلاستیک) بر الگوی رطوبت نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که شبیه توانسته است روند تغییرات را مشابه آنچه درنیمرخ خاک رخداده شبیه سازی کند (92/0R2=)، البته با حداکثر خطای 0.0192RMSE= به ازای 24 ساعت پس از پایان آبیاری. همچنین، افزایش در مقدار بده به ازاء یک حجم ثابت آب آبیاری نه تنها باعث افزایش توزیع رطوبت در خاک نشد، بلکه به دلیل کاهش ابعاد ناحیه ی رطوبتی منجر به کاهش فاصله لوله فرعی و بالا رفتن هزینه نصب سامانه گردید. وجود پوشش پلاستیکی به عنوان خاکپوش، با توجه به نوع بافت خاک منطقه توانست با ثابت نگه داشتن تغییرات رطوبت و کاهش اختلاف مکش در لایه های سطحی و عمقی مانع از هدر رفتن آب از طریق تبخیر گردد
 

کلیدواژه‌ها

الگوی رطوبت؛ آبیاری قطره ای زیر سطحی؛ HYDRUS-2D؛ بده؛ خاکپوش

مراجع

1. Abouzeid, G., Watanabe, K., Ashour,M., Ali, N. and Mohamed, A. 1997.Tow– dimensional radial flow pattern

under trickle irrigation subjected toevaporation. Annual Journal ofHydraulic Engineering.41:61-66.

2. Acar, B., Topak, R. and Mikailsoy, F.2009. Effect of applied water anddischarge rate on wetted soil volume

in loam or clay- loam soil from anirrigated trickle source. AfricanJournal of Agricultural Research. 4:049-054.

3. Assouline, S. 2002. The effects ofmicro drip and conventional dripirrigation on water distribution anduptake. J. S.S.A. 66:1630-1636.

4. Bresler, E. 1978. Analysis of trickleirrigation with application to designproblems. J. Irrig. Sci. 1: 3–17.

5. Cook, F.J., Fitch, P., Thorburn, P.J.,Charlesworth, P.B. and Bristow, K.L.2006. Modeling trickle irrigation:comparison of analytical andnumerical models for estimation ofwetting front position with time.Environ mental modeling & soft ware.21: 1353-1359.

6. Cote, C.M., Bristow, K.L.,Charlesworth, P.B., Cook, F.L. andthorburn, P.J. 2003. Analysis of soilwating and solute transport insubsurface trickle irrigation. J. Irrig.Sci. 22: 143-156.

7. Elmaloglou, S.r. and Diamantopoulos,E. 2009. Simulation of soil waterdynamics under subsurface dripirrigation from line source. J. Agri.water Manag. 96: 1587-1595.

8. IMKO Company. 1998. User’sManual, moisture measuring systemsfor soil science.1-24.

9. Kandelous, M.M. and Simunek. J.2010a. Numerical simulations of watermovement in a subsurface drip

irrigation system under field andlaboratory conditions usingHYDRUS-2D. J. AgrI. water Manag.97: 1070-1076.

10. Kandelous, M.M. and Simunek, J.2010b. Comparison of numerical,analytical, and empirical modelstoestimate wetting patterns for surfaceand subsurface drip irrigation. J. Irrig.Sci. 971070-1076.

11. Lazarovitch, N., Simunek, J. andShani, V. 2005. System- dependentboundary condition for water flow

from subsurface source. J. Soil. Soc.Am. 69: 46-50.

12. Patel, N., and Rujput, T.B.S. 2008.Dynamics and modeling of soil waterunder subsurface drip irrigated onion.J. Agri. water Manag. 95: 1335-1349.

13. Provenzano, G. 2007. UsingHYDRUS-2D Simulation model toevaluate wetted soil volume insubsurface drip irrigation systems. J.Irrig. and Drain. 133: 342-349.

14. Simunek, J., Van Genuchten, M.T.and Sejna, M. 2008. Modelingsubsurface water flow and solutetransport with HYDRUS and relatednumerical softeware packages.Numerical Modeling ofHydrodynamics for Water ResourcesGarcia-Navarro & Playan. 95-115.

15. Simunek, J., Sejna, M. and VanGenuchten, M.T. 1999. TheHYDRUS-2D software package for

simulating two-dimensionalmovement of water, heat and multiplesolutes in variably saturated media.Version 2.0. Rep. IGCWMC-TPS-53,p 251, Int, Ground Water Model.Cent., Colo. Sch. of Mines,Golden,CO.

16. Siyal, A.A. and skaggs, T.H. 2009.Measured and simulation soil wettingpatterns under porous clay pipe subsurfaceirrigation. J. Agri. WaterManag. 96: 893-904.

17. Skaggs, T.H., Trout, T.J., Simunek, J.and Shouse, P.J. 2004. Comparison ofHYDRUS- 2D simulation of drip irrigation with experimentalobservations. J. Irri. Drain. Eng. 4:304-310.

18. Willmott, C.J. 1982. Some commentson the evaluation of modelperformance, Bull. Am. Meteorol.Soc. 63:1309–1313.