اثر فشار و باد بر یکنواختی آبپاشهای متحرک در سیستم آبیاری بارانی
محورهای موضوعی : پژوهش های به زراعی
1 - هیات علمی، گروه آبیاری و فیزیک خاک، مؤسسة تحقیقات خاک و آب، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج كشاورزی، كرج،
کلید واژه: آبیاری بارانی, سرعت باد, ضریب یکنواختی, فشار کارکرد ,
چکیده مقاله :
استفاده از سامانههای آبیاری بارانی بهعنوان یکی از روشهای مؤثر در افزایش بهرهوری و کاهش تلفات آب در بخش کشاورزی اهمیت ویژهای دارد. عملکرد این سامانهها تا حد زیادی به نوع آبپاش، فشار کارکرد و شرایط اقلیمی از جمله سرعت باد وابسته است. این پژوهش با هدف ارزیابی ضریب یکنواختی توزیع آب و راندمان کاربرد در چند نوع آبپاش متداول شامل سارو، نوآوران، آمبو و ویر در شرایط فشارهای ۴ و 5/4 اتمسفر و سه محدوده سرعت باد (2–0، 4–2 و 6–4 متر بر ثانیه) در ایستگاه تحقیقات کشاورزی اراک در سال 1395 انجام شد. آزمایشها بر روی سامانه آبیاری بارانی کلاسیک با آبپاش متحرک و آرایش مربعی قوطی¬ها انجام گردید و ضرایب یکنواختی کریستیانسن (CU) و یکنواختی توزیع (DU) محاسبه شدند. نتایج نشان داد که افزایش فشار کارکرد تا حدود 5/4 اتمسفر در شرایط باد آرام موجب بهبود یکنواختی میشود، اما در بادهای شدید بهدلیل ریز شدن قطرات و افزایش تلفات بادبردگی، ضریب یکنواختی کاهش مییابد. میانگین ضریب یکنواختی در فشار ۴ اتمسفر با افزایش سرعت باد از آرام به شدید به ترتیب در آبپاشهای سارو، نوآوران، آمبو و ویر به میزان ۳۵، ۴۵، ۳۴ و ۴ درصد کاهش یافت. در مجموع، آبپاش ویر با فشار کارکرد ۴ اتمسفر در تمامی شرایط باد بیشترین ضریب یکنواختی و عملکرد هیدرولیکی را نشان داد. نتایج این تحقیق تأکید میکند که انتخاب نوع آبپاش متناسب با شرایط اقلیمی و کنترل سرعت باد در زمان آبیاری میتواند موجب افزایش راندمان کاربرد و کاهش تلفات تبخیر و بادبردگی در سامانههای آبیاری بارانی شود.
The use of sprinkler irrigation systems is one of the most effective strategies for improving water productivity and reducing losses in agricultural water management. The performance of these systems strongly depends on sprinkler type, operating pressure, and climatic factors such as wind speed. This study aimed to evaluate the water distribution uniformity and application efficiency of four common sprinkler models-Saroo, Noavaran, Ambo, and VYR—under different operating pressures (4 and 4.5 atm) and three wind speed ranges (0–2, 2–4, and 4–6 m s-¹) in the Agricultural Research Station of Arak, Markazi Province during 2016. Experiments were carried out using a classic solid-set sprinkler system with a square array of catch cans. The Christiansen Uniformity Coefficient (CU) and Distribution Uniformity (DU) were calculated for each treatment. Results indicated that increasing the operating pressure up to 4.5 atm improved water distribution uniformity under calm wind conditions, whereas higher wind speeds caused a significant decrease due to droplet drift and evaporation losses. The average CU at 4 atm decreased by 35%, 45%, 34%, and 4% for the Saroo, Noavaran, Ambo, and VYR sprinklers, respectively, as wind speed increased from calm to severe. Overall, the VYR sprinkler at 4 atm exhibited the highest CU and the most stable performance under all wind conditions. The findings highlight that selecting the proper sprinkler type according to climatic conditions and scheduling irrigation during low wind periods can substantially enhance water application efficiency and reduce evaporation and wind drift losses in sprinkler irrigation systems.
احمدزاده کلیبر، ف. و م. امامی فر. 1402. ارزیابی فنی سامانههای آبیاری بارانی کلاسیک ثابت با آبپاش متحرک (Komet 162) در اراضی توسعه کشت¬آبی دشت ارسباران. نشریه علمی¬پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران، 13: 148-162.
ابراهيمي، ح. ١٣٨٥. ارزيابي عملكرد روش-هاي آبياري تحت¬فشار دراستان خراسان. نشریه علوم كشاورزي، (3)12: ٥٧٧ ص.
باوی، ع.، ح.ع. کشکولی، و س. برومند نسب. 1387. تاثیر عوامل جوی و هیدرولیکی بر ضریب یکنواختی توزیع آب در آبیاری بارانی در منطقه امیدیه. نشریه پژوهش آب ایران، (2)2: 59-53.
بزانه، م. 1393. ارزیابی هزینه¬های سیستم آبیاری بارانی در شرایط مختلف استقرار آبپاش¬ها، کنفرانس بین¬المللی توسعه پایدار، راهکارها و چالش¬ها با محوریت کشاورزی، منابع طبیعی، محیط زیست و گردشگری، تبریز.
شیخ¬اسماعیلی، ا. 1386. بررسی یکنواختی توزیع آب جهت طراحی بهینه سیستم آبیاری بارانی کلاسیک ثابت با آبپاش متحرک. علوم خاک و آب، (1)21: 129-139.
علیزاده، ا. 1381. اصول طراحی سیستم¬های آبیاری. دانشگاه امام رضا (ع). 552 ص.
محمدی،م.، ج. عزیزی، و م. رئوف. 1399. ارزیابی فنی سامانههای آبیاری بارانی کلاسیک ثابت با آبپاش متحرک در دشت اردبیل. نشریه پژوهش آب در کشاورزی، (3): 335-373.
میربلوچ، م.ح.، م. دلبری، و ح. پیری. 1399. ارزیابی عملکرد سیستمهای آبیاری بارانی کلاسیک با آبپاش متحرک در شهرستان خاش. نشریه مدیریت آب و آبیاری، (1)10 :31-44.
Bloomer, D. 2007. Irrigation code of practice and irrigation design standards. Irrigation New Zealand Inc.
Bloomer, D. 2008. Code of practice for irrigation evaluation. Irrigation New Zealand.
Carrion, P., J.M. Tarjuelo, and J. Montero. 2001. SIRIAS: A simulation model for sprinkler irrigation: I. Description of model. Irrigtion Science. 20(2): 73-84.
Christiansen, J.E. 1942. Irrigation by Sprinkling. California Agricultural Experiment Station Bulletin 670, University of California, Berkeley.
Carrión, P., J.M. Tarjuelo, and J. Montero. 2021. Recent advances in sprinkler irrigation design and evaluation. Irrigation Science, 39: 97–112.
Dabbaus, B. 1962. A study of sprinkler uniformity evaluation methods. Thesis submitted to Utah State university of Logan. In partial fulfillment of the requirement for the degree of the Master of Science.
Heermann, D.F. and R.A. Kohl. 1980. Fluid dynamics of sprinkler systems. In: M. E. Jensen (Ed) Design and Operation of Farm Irrigation Systems, ASAE, St. Joseph, MI. 583-618.
Keller, J. and D. Ron.1990. Sprinkler and trickle irrigation. Van Nastrand Reinhold, Section 2.
Keller, J. 1978. Farm irrigation system evaluation: Keller's Sprinkle Irrigation Design Translation, 39 - 90.
Keller, J. and R.D. Bliesner. 1990. Sprinkler and trickle irrigation. Van Nostrand Reinhold, New York, NY, USA. 652 pp.
Li, X., Y. Zhang, J. Wang, and Q. Liu. 2023. Evaluation of sprinkler irrigation uniformity under varying pressure and wind conditions. Agricultural Water Management, 285, 108255.
Merriam, J.I. and J. Keller. 1978. Farm irrigation system evaluation. #rd. logan. Utah: Agricultural and Irrigation Engineering Department, Utah state University.
Montero, J., J.M. Tarjuelo, and P. Carrion. 2003. Sprinkler droplet size distribution measured with an optical spectropluviometer. Irrigation Science, 22: 47-56.
Seginer, I. and M. Kostrinsky. 1975. Wind sprinkler patterns and system design. Journal of Irrigation and Drainage Deivision. ASCE. 101(TR4): pp. 251-264.
Tang, P., C.h. Chen, and H. Li. 2020. Improving water distribution uniformity by optimizing the structural design of vertical impact sprinklers. Sustainability, 12(18): 7574
Tarjuelo, J.M., J. Montero, P. Carrion, F.T. Honrubia, J. Ortiz, and M.A. Calvo. 1999. a: Irrigation uniformity with medium size sprinklers. Part II. Influence of wind and other factors on water distribution. Transactions of the ASAE, 42(3): 677-689.
Tarjuelo, J.M., M. Valiente, and J. Lozoya. 1992. Working conditions of sprinkler to optimize application of water. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, ASCE, 118 (6): 895-913.
Wilson, T. P. and D.F. Zoldoske, 1997. Evaluating Sprinkler Irrigation Uniformity. http://www. Wateright. org/ site/public ations/97 0703.
Zapata, N., E. Playan, A. Martinez-Cob, Sanchez, J.M. Faci, and S. Lecina. 2007. From on farm solid-set sprinkler irrigation design to collective irrigation network design in windy areas. Agricultural Water Management, 87: 187-199.
Zhu, X.Y., S.Q. Yuan, J.Y. Jiang, J.P. Liu, and X.F. Liu. 2015. Comparison of fluidic and impact sprinklers based on hydraulic performance. Irrigation Science, 33: 367–374.
Zhu, Z.R., Y.S. Fan, F.Y. Duan, and Z. Chen. 2019. Effects of sprinkler irrigation and fertilization on water dynamic and yield of spring wheat. Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering, 37: 174–178.
