تأثیر ایجاد مانع در جویچه‌های آبیاری بر نفوذپذیری و یکنواختی توزیع آب

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی دانشگاه تهران

2 دانشیار گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران مرکز مطالعات و همکاری‌های بین المللی وزارت علوم، تحقیقات و فناوری

3 عضو هیات علمی مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج

چکیده

در روش آبیاری جویچه­ای با انتهای باز تلفات آب به صورت رواناب معمولاً زیاد است که موجب هدر رفتن حجم زیادی از آب ورودی به جویچه­ها می­شود. از ­این­رو ارائه راه­حل مناسب برای کاهش تلفات رواناب، و به تبع آن کاهش تلفات فرسایش خاک از جویچه امری ضروری به نظر می­رسد. در تحقیق حاضر به منظور کنترل جریان آب و افزایش نفوذ آب در خاک، داخل جویچه­های آزمایشی موانعی به فاصله­ی (10 و 20 متر) و ارتفاع 5 سانتی­متر ایجاد شد. آزمایش­ها و مطالعات مزرعه­ای در سال 1397 در مزرعه تحقیقاتی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران واقع در کرج انجام شد. آزمایش­های میدانی در جویچه­هایی به طول 100 و شیب 96/0 درصد اجرا شدند. تیمارهای آزمایشی شامل دو دبی 6/0 و 9/0 لیتر بر ثانیه و دو فاصله­ی مانع 10 و 20 متر بود. ایجاد مانع در جویچه یکنواختی توزیع را افزایش داد که در بیشترین حالت ضریب یکنواختی 3/99 درصد برای جویچه­ی دارای مانع به­دست آمد. با توجه به نتایج به­دست آمده می­توان گفت که ایجاد مانع در جویچه سبب بهبود یکنواختی توزیع آب در خاک و همچنین کاهش تلفات آب تا حدود 45 درصد می­شود. همچنین نتایج نشان داد که میزان نفوذ در آبیاری‌های اول و دوم به طور معنی­داری بیشتر از آبیاری­های سوم و چهارم می­باشد که دلیل آن رطوبت اولیه­ی کمتر خاک و همچنین زیاد بودن زبری سطح خاک در آبیاری‌های اول و دوم نسبت به آبیاری­های بعدی بود. در تمام وقایع آبیاری میزان نفوذ در تیمار با فاصله مانع 10 متر و دبی 9/0 لیتر بر ثانیه بیشترین مقدار را نشان داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of Micro-dams on Infiltration and Uniformity of Water Distribution Along the Furrow

نویسندگان [English]

  • Mohammad Sadegh Keshavarz 1
  • Hamed Ebrahimian 2
  • Fariborz Abbasi 3
1 Graduate student, Dept. of Irrigation & Reclamation Eng. College of Agriculture and Natural Resources University of Tehran
2 Associate professor in Irrigation & Drainage Eng., University of Tehran Center for International Scientific Studies & Collaboration (CISSC), Ministry of Science, Research and Technology
3 Agricultural Engineering Research Institute (AERI), Agricultural Research, Education and Extension Organization, Karaj, Iran
چکیده [English]

There is a large amount of runoff water losses from the fields in the open-ended furrows. Therefore, it is necessary to provide a suitable solution for reducing runoff losses and subsequently, reducing soil erosion from the furrows. In this study, in order to control flow velocity as well as increase water infiltration along the furrows, several micro-dams with a height of 5 cm were constructed in the experimental furrows. Field studies and experiments were conducted at the research farm of the College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran, in summer 2018. The soil texture was clay loam, and the longitudinal farm’s slope was 0.96%. In this study, four different treatments were considered, which included: two erosive inflow discharges (0.6 and 0.9 L/s) and two barrier distances (10 and 20 m). Experimental furrows with a length of 100 m and a spacing of 0.75 m were created by the furrower machine. Eventually, the results were compared with control ones (furrow without micro-dams). Constructing micro-dams in the furrows increased distribution uniformity up to 99.3 percent. The results showed that micro-dams could improve the distribution uniformity of water and reduce water losses to about 45 percent. The results also depicted that the amount of infiltrated water in the first and second irrigation events was significantly higher than the third and fourth ones. The reason was because of lower soil moisture content and also higher surface roughness in the first and second irrigation events compared to subsequent irrigations. Among all irrigation events, the most amount of infiltration was observed in the treatment with a barrier of 10 m and an inflow discharge of 0.9 L/s.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Furrow Irrigation
  • Infiltration
  • Runoff Loss
  • Water flow
Abbasi, F., (2012) Principles of flow in surface irrigation. Iranian National Committee on Irrigation and Drainage. (In Farsi)

Abbasi, F., Adamsen, F. J., Hunsaker, D. J., Feyen, J., Shouse, P. and Van Genuchten, M. T. (2003). Effects of flow depth on water flow and solute transport in furrow irrigation: Field data analysis. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 129(4), 237-246.‏

Abbasi, F., Sohrab, F. and Abbasi, N. (2017). Evaluation of Irrigation Efficiencies in Iran. Irrigation and Drainage Structures Engineering Research, 17(67), 113-128. (In Farsi)

Bautista E. and Wallender W. W. (1993). Numerical calculation of infiltration in furrow irrigation simulation models. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 119, 286-294.

Christiansen, J. E. (1942) Irrigation by Sprinkling. Bulletin 670. Agricultural Experiment Station: University of California, Berkeley, California.

Ebrahimian, H. (2014). Soil infiltration characteristics in alternate and conventional furrow irrigation using different estimation methods. KSCE Journal of Civil Engineering, 18(6), 1904-1911.

Ebrahimian, H., Liaghat, A., Parsinejad, M., Abbasi, F., & Navabian, M. (2013). Water flow in soil surface and subsurface in alternate furrow irrigation and its comparison with conventional furrow irrigation. Irrigation and Water Engineering, 3(11): 1-13. (in Farsi)

Fangmeier, D. D. and Ramsey, M. K. (1978). Intake characteristics in irrigation furrows. Journal of the American Society of Agricultural Engineers, 21(4), 697-705.

Gillies, M. H. and Smith, R. J. (2005). Infiltration parameters from surface irrigation advance and run-off data. Irrigation Science, 24(1), 25-35.

Govers, G., Takken I., and Helming, K. (2000). Soil roughness and overland flow. Agronomy, 20(2), 131-146.

Hartge, K. H., Horn, R., Horton, R., Bachmann, J., & Peth, S. (2016). Essential soil physics.‏ Germany: Schweitzerbart Science Publishers.

Hopmans, J. W. (1989). Stochastic description of field-measured infiltration data. Journal of the American Society of Agricultural Engineers, 32(6), 1987-1993.

Olivier, C., Goffart, J. P., Baets, D., Xanthoulis, D., Fonder, N., Lognay, G. and Lebrun, P. (2014). Use of micro-dams in potato furrows to reduce erosion and runoff and minimize surface water contamination through pesticides. Communications in Agricultural and Applied Biological Sciences, 79(3), 513-524.‏

Pingali, L. (1999). Sustaining Rice-Wheat Production Systems. Socio-Economic and Policy Issuse. 1-3 July, Hotel Del Annapurna, Kathmandu, Nepal.

Raghuwanshi, N. and Wallender, W. W. (1997). Economic optimization of furrow irrigation. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 123(5), 377-385.

Rasoulzadeh, A. and Sepaskhah. A. R. (2003). Scaled infiltration equations for furrow irrigation. Biosystem Engineering, 86(3), 375-383.

Salamati, N. Abbasi, F. Delbari, M. Sheinidashtegol, A. and Afrasiab, P. (2015). Distribution Uniformity of Water and Nitrogen in Sugarcane Furrow Fertigation. Journal of Agricultural Engineering Research, 16(2), 41-60. (In Farsi)

Trout, T. J. (1992). Furrow flow velocity effect on hydraulic roughness. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 118, 981-987.

Vogel T., Hopmans J. W. 1992. Two-dimensional analysis of furrow infiltration. Journal of Irrigation and Drainage Engineering. 118(5): 791–806.

Walker, W. R. and Skogerboe, G. V. (1987) Surface Irrigation: Theory and Practice. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall.