ارزیابی مساحت خیس‌شدگی پیاز رطوبتی در سیستم آبیاری قطره‌ای سطحی و زیرسطحی با جریان پیوسته و پالسی

سابقه و هدف: کاهش منابع آبی و مصرف بهینه آن در مناطق خشک و نیمه‌خشک، کارشناسان و دولتمردان در بخش کشاورزی را به سمت استفاده از سیستم‌های آبیاری با راندمان بالا مثل آبیاری قطره‌ای سطحی و زیر‌سطحی سوق داده است. سیستم آبیاری قطره‌ای زیرسطحی به دلیل توزیع آب در داخل خاک و خشک باقی ماندن سطح خاک می‌تواند باعث کاهش تلفات تبخیر و افزایش راندمان شود. در طراحی آبیاری قطره‌ای سطحی و زیر‌سطحی، علاوه بر ابعاد پیاز رطوبتی که عامل اصلی در تعیین عمق نصب لاترال و فاصله لاترال‌ها و قطره‌چکان‌ها از یکدیگر می‌باشد، سطح خیس شده اطراف قطره‌چکان نیز از اهمیت ویژه‌ای برخودار است. اغلب مطالعات صورت گرفته مربوط به توزیع پیاز رطوبتی در سیستم آبیاری قطره‌ای با کاربرد پیوسته بوده و مطالعات اندکی روی مساحت خیس شده در سیستم آبیاری پالسی صورت گرفته است. پس در این تحقیق بیشتر به بررسی مساحت خیس شده در سیستم آبیاری قطره‌ای پالسی و عوامل تاثیر گذار بر روی آن پرداخته می‌شود.مواد و روشها: به منظور انجام این تحقیق از یک مدل فیزیکی از جنس پلی‌کربنات تخت به ابعاد 0.5×1×3 استفاده شد و آزمایشات بر روی سه نوع بافت خاک (سبک، متوسط و سنگین)، با سه نوع دبی قطره چکان (2، 4 و 6 لیتر در ساعت)، در سه عمق مختلف نصب قطره‌چکان (صفر، 15 و 30 سانتی‌متری) به انجام رسید. همچنین این آزمایشات برای دو نوع سیستم آبیاری پیوسته و پالسی صورت گرفت که در آبیاری پالسی، زمان قطع و وصل پالس‌ها مقادیر 30-30، 20-40 و 40-20 دقیقه در نظر گرفته شد که عدد اول زمان آبیاری و عدد دوم زمان استراحت سیستم در هر چرخه خواهد بود.یافته‌ها: نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که در سیستم قطره‌ای سطحی و زیرسطحی با جریان پالسی به ازای یک حجم آب مساوی در انتهای آبیاری بیشترین مساحت خیس شدگی پیاز رطوبتی پایین قطره‌چکان در بافت سبک مربوط به دبی زیاد می‌باشد و در بافت سنگین مربوط به دبی کم می‌باشد. نتایج تاثیر بافت خاک بر روی مساحت خیس‌شدگی نشان داد که در سیستم‌های قطره‌ای سطحی و زیرسطحی با کاربرد پیوسته و پالسی در تمام دبی‌های مورد بررسی در انتهای آبیاری، بیشترین مساحت خیس شدگی پیاز رطوبتی پایین قطره‌چکان مربوط به بافت سبک می‌باشد و کمترین مساحت خیس شدگی پیاز رطوبتی مربوط به بافت سنگین می‌باشد. همچنین نتایج نشان داد که در سیستم آبیاری قطره‌ای با جریان‌های پیوسته و پالسی در دبی و بافت‌های مختلف مساحت خیس شدگی پیاز رطوبتی پایین قطره‌چکان در سیستم‌های قطره‌ای سطحی نسبت به سیستم قطره‌ای زیرسطحی بیشتر خواهد بود. نتایج تاثیر کاربرد آبیاری نیز نشان داد که در سیستم‌های قطره‌ای سطحی و زیرسطحی در دبی‌ و بافت‌های مختلف مساحت خیس شدگی پیاز رطوبتی پایین قطره‌چکان در کاربرد آبیاری پالسی 30-30 نسبتاً بیشتر از دو پالس دیگر و پیوسته خواهد بود که در بافت‌ سبک و در سیستم قطره‌ای زیرسطحی این اختلاف به وضوح دیده می‌شود.نتیجه‌گیری: نتایج تحقیق نشان می‌دهد مساحت خیس شده اطراف قطره‌چکان برای دبی‌ها و خاک‌های مختلف و همچنین شرایط کاربرد پالسی و پیوسته متفاوت می‌باشد در نظر گرفتن این پارامترها در طراحی شبکه‌های آبیاری قطره‌ای باعث افزایش راندمان کاربرد آب و کاهش تلفات عمقی می‌شود.

Evaluation of wetted area of moisture bulb in surface and subsurface drip irrigation with continuous and pulsed flow

AbstractBackground and Objectives: The lack of available water resources and its optimal use in arid and semiarid areas have forced experts and authorities in the agricultural sector to apply highefficiency irrigation systems such as surface drip irrigation (DI) and subsurface drip irrigation (SDI). SDI can reduce evaporation losses and increase irrigation efficiency due to water movement in the soil and drying of soil surface. For designing of DI and SDI, in addition to the dimensions of moisture bulb, that are the main parameters in determining the installation depth and the spacing of the laterals, wetted area of emitter around is very important. Most studies have been conducted on the distribution of moisture bulb in a continuous drip irrigation system and few studies have been done on wetted area in pulsed drip irrigation. Then, in this research, we focused on wetted area of emitter around in pulsed drip irrigation and its effective factors.Materials and Methods: In this study, experiments were conducted in a transparent plexyglass tank (0.5m*1m*3m) using three different soil textures (fine, heavy and medium). The emitter discharges were considered 2.4, 4 and 6 lit/hr. The emitters were installed at 3 different soil depths (surface, 15cm and 30cm). Also, these experiments were carried out for two continuous and pulse irrigation systems. In pulse irrigation, the pulse cycles were considered 3030, 2040 and 4020 min. The first number was the irrigation time (on) and the second number was the rest time (off) of the system in each cycle.Results: The results of this research showed that the largest area of wetted bulb in the DI and SDI with pulsed application (for the same water volume of at the end of irrigation), is related to emitters with higher discharge rate in the light texture, and in Heavy texture is related to lesser outflow rate. The results of the effect of soil texture on the wetted area indicated that in continuous and pulsed drip irrigation systems (for all emitter outflows at the end of irrigation), the highest and lowest wetted area of moisture bulb was related to light texture and heavy texture, respectively. Also, the results showed that for all treatments, the down wetted area of emitter in the DI would be higher than the SDI. Also, the results showed that in DI and SDI (the different discharge and texture), the down wetted area of emitter in pulsed irrigation (3030) is relatively more than two other pulses (4020, 2040) and continuous irrigation. This difference will be clearly seen in light texture and in SDI.Conclusion: The results of the research show that the wetted area of around the emitter is different for different outflows and soil textures, as well as for continuous and pulsed method. Considering these parameters in the design of drip irrigation system increases the water application efficiency and decrease deep percolation losses.