Evaluation of classic semi-permanent sprinkler system and modeling evaporation losses and wind drift in ADF 25‌˚ nozzle sprinkler model in Moghan region

Subject Areas : Farm water management with the aim of improving irrigation management indicators

majid raoof ¹ , یاسر حسینی ² , fardin Nazari-Gigloo ³

1 - Associate Professor, Faculty of Agricultural Technology and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Iran
2 - عضو هیات علمی دانشگاه محقق اردبیلی
3 - Graduated Master of Science (MSc), Water Engineering- University of Mohaghegh Ardabili

Received: 2017-09-11 Accepted : 2018-07-05 Published : 2018-06-22

Keywords: multivariate regression, Efficiency, wind drift and evaporation losses, wind speed,

Abstract :

Optimized management and utilization of any system requires knowing the working conditions of the system, and optimized utilization becomes possible by evaluating the way the system works. Since various regions in Iran have arid and semi-arid climates, obtaining the actual wind drift and evaporation losses and also making optimized use of water has a great importannce. The present research intended to evaluate a classic semi-permanent sprinkler, to measure wind drift and evaporation losses, and to introduce an optimized model by using multivariate regression for the study region. The study was conducted in Part of the Moghan agro-industrial complex in Ardabil province at wind speeds of 0-3 and 3-6 and higher than 6 meters per second with three replications. Results in ADF 25º nozzle sprinkler model indicated that the efficiencies of the system at wind speeds of 0-3, 3-6, and higher than 6 meters per second were 82, 66, and 43 percent, respectively, and wind speed, temperature, relative humidity, nozzle diameter, and vapor pressure deficit (saturation deficit) were among the factors that influenced wind drift and evaporation losses. The wind factor had the most and vapor pressure deficit the least effect on wind drift and evaporation losses. Furthermore, the equation of the best fit line to the measured values for wind drift and evaporation losses under the prevailing atmospheric conditions in the region was as follows and the difference between results of the model and observed data was not significant in 1% level of confidence. Moreover, the measured and the modeled percentages obtained for wind drift and evaporation losses varied from 6 to 34 and from 11to 35 percent, respectively.

References:

اکبری، م. و رحیم زادگان، ر. 1375 . اثرات باد و خصوصیات هیدرولیکی سامانه آبیاری بارانی بر یکنواختی توزیع آب .گزارش دومین کنگره مسائل آب و خاک کشور. 27 تا 30 بهمن‌ماه،  تهران.

باقری، ح.، انصاری، ح. و هاشمی نیا، س. م. 1395. مدلسازی تلفات تبخیر و بادبردگی آبپاش‌های اسپری مورد استفاده در فضاهای سبز شهری. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 1(7): 92-83.

دلیرحسن نیا، ر.، ناظمی، ا. ح.، اشرف صدرالدینی، ع. و فرسادی زاده، د.1390. مدل تعیین تلفات بادبردگی و تبخیر در اسپری نازلهای سامانه آبیاری سنترپیوت. مجله دانش آب و خاک. 21 (1): 14-1.

سی‌وسه مرده، م. و بایزیدی، م. 1390. ارزیابی فنی سامانه‌های آبیاری بارانی کلاسیک ثابت در مطالعه موردی استان آذربایجان غربی – مهاباد. مجله علمی پ‍‍ژوهشی مهندسی آب. 4(8): 63-75.

شیخ اسماعیلی، ا. 1388. ارائه معادله برآورد تلفات تبخیر و بادبردگی در سیستم آبیاری بارانی کلاسیک ثابت با آبپاش متحرک، تحقیقات منابع آب ایران. 5(1): 79-81.

رستمی، ف. 1395. پیاده‌سازی مدل تریمر در منطقه باشت- گچساران برای سیستم آبیاری بارانی کلاسیک ثابت با آبپاش متحرک. پایان نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه آزاد اسلامی ‌واحد مرودشت. دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی. ص 120

رحمت آبادی، و.، برومندنسب، س.، سخایی راد، ح. و باوی، ع. 1391. تلفات تبخیر و باد دو نوع آبپاش تک نازله و سه نازله در سیستم آبیاری بارانی کلاسیک ثابت با آبپاش متحرک در شرایط اقلیمی اهواز. نشریه آبیاری و زهکشی ایران، 4(6): 265-272.

علیزاده، ا.  طراحی سیستم‌های آبیاری تحت فشار. چاپ پنچم.1390. انتشارات آستان قدس رضوی . ص 450

فاریابی، ا.، معروف‌پور، ع. و قمرنیا، ه. 1389. بررسی و ارزیابی سیستم‌های آبیاری بارانی کلاسیک ثابت دشت دهگلان کردستان، مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، علوم آب و خاک، 4(54): 15-1.

قنبری، ص. و نظری، ب. 1395. تلفات بادبردگی و تبخیر در سیستم آبیاری بارانی کلاسیک ثابت با آبپاش متحرک. کنفرانس بین المللی آب، محیط زیست و توسعه پایدار. اردبیل، دانشگاه محقق اردبیلی.

Bavi, A., Kashkuli, H.A., Boroomand, S., Naseri, A. and Albaji, M. 2009. Evaporation losses from sprinkler irrigation system under various operating conditions. Journal of Appled Sciences 9(3): 597-600.

Darko, R. O., Shouqi, Y., Junping, L., Haofang, Yan. and Xingye, Zh. 2017. Overview of advances in improving uniformity and water use efficiency of sprinkler irrigation. Agricultural and Biological Engineering. 10 (2):1-15.

Dechmi, F., Playan, E., Cavero, J., Faci, J.M. and Martinez- Cob, A. 2003. Wind effects on solid set sprinkler irrigation depth and corn yield. Irrigation Science. 22 (2): 67–77.

Faci, J.M., Salvador, R., Playan, E. and Sourell, H. 2001. A comparison of fixed and rotating spray plate sprinklers. Journal of Irrigation and Drainage Engineering. 127 (4): 224–233.

Frost, K.R. and Schwalen, H.C. 1955. Sprinkler evaporation losses, Journal of Agricultural Engineering, 36(8): 526-528.

Jacovides, C. P. 1997. Reply to comment on Statistical procedures for the evaluation of vapotranspiration models. Agrcultural Water Manage. 3: 95-97.

Keller, J. and Bliesner, R. D. 1990. “Sprinkle and Trickle Irrigation”. Van Nostrand Reinhold. New York.p 652.

Kincaid, D.C., Soloon, K.H. and Oliohant, J.C. 1996. Drop size distributions for irrigation sprinkler. Trans. ASAE. 39: 839-845.

Lorenzini, G. and De Wrachien, D. 2005. Performance assessment of sprinkler irrigation systems: A new indicator for spray evaporation losses. In Irrig. and Drain. 54: 295–305

Merriam, J.L. and Keller, J. 1978. Farm irrigation system evaluation: a guide for management. Utah State University, Logan, Utah.

Merkley, G.P. and Allen, R.G. 2004. Sprinkle and trickle irrigation lecture notes, Utah State University, USA.

Nigatie, D. B., Dinka, M. O. and Hordofa, T. 2015. Effects of Operating Pressure, Nozzle Diameter and Wind Speed on the Performance of Sprinkler in Irrigation System during Water Application. ABC Journal of Advanced Research, 6(2): 149-160.

Playan, E., Salvador, R., Faci, J.M., Zapata, N Martınez-Cob, A. and Sa´nchez, I. 2005. Day and night wind drift and evaporation losses in sprinkler solid-sets and moving laterals. Journal of Agriculture Water Management, 76: 139-159.

Spurgeon, W.E., Thompson, T.L. and Gilley, J.R. 1983. Irrigation management using hourly spray evaporation loss estimates. ASAE.

Tarjuelo, J.M., Ortega, J.F. and Montero, J. 2000. Modeling evaporation and drift losses in irrigation with medium size impact sprinklers under semi-arid condition Agric. Water Manage 43: 263_284.

Trimmer, W.L. 1987. Sprinkler evaporation losses equation. ASCE. Journal of Irrigation and Drainage Engineering. 113(4): 616_620.

Yacoubi, S., Zayani, K., Zapata, N., Zairi, A., Slatni, A., Salvador, R. and Playan, E. 2010. Day and night time sprinkler irrigated tomato: Irrigation performance and crop yield. Bio systems Engineering, 10(7):25-35.

Zapata, N., Playa'n, E., Martinez-Cob, A., Sanchez, I., Faci, J. M. and Lecina, S.  2007. From on farm solid-set sprinkler irrigation design to collective irrigation network design in windy areas. Agric. Water Manage. 87: 187-199.