برآورد ضرایب نفوذ و ضریب زبری مانینگ در دو رژیم جریان پیوسته و کاهشی

محورهای موضوعی : مدیریت آب در مزرعه با هدف بهبود شاخص های مدیریتی آبیاری

کیوان زرعکانی ¹ , هادی رمضانی اعتدالی ² , پیمان دانشکار آراسته ³

1 - فارغ التحصیل کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران
2 - گروه علوم و مهندسی آب داشگاه بین المللی امام خمینی (ره)
3 - 1- گروه مهندسی آب دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره) 2- گروه آب و انرژی دانشگاه صنعتی شریف

تاریخ دریافت : 1398/05/19 تاریخ پذیرش : 1398/09/27 تاریخ انتشار : 1398/11/01

کلید واژه: آبیاری جویچه‌ای, SIPAR_ID, INFILT, آبیاری نواری, EVALUE,

چکیده مقاله :

با توجه به اینکه هنوز درصد بالایی از اراضی کشاورزی به صورت سطحی آبیاری می‌شود یافتن راه‌حلی به منظور اصلاح روش‌های مذکور با هزینه‌هایی به مراتب کمتر از آبیاری تحت فشار ضروری به نظر می‌رسد. ضریب زبری مانینگ و معادله نفوذ از مهمترین پارامترهای ارزیابی سامانه آبیاری سطحی است. ضرایب معادلات نفوذ نقش اساسی در ارزیابی و طراحی سامانه‌های آبیاری دارند؛ به همین دلیل برای افزایش بازده آبیاری ضروری است که این ضرایب با دقت بالا تخمین زده شوند. هدف از این تحقیق برآورد ضرایب نفوذ و ضریب زبری مانینگ در دو رژیم جریان پیوسته و کاهش جریان طی سه رخداد اول آبیاری با استفاده از مدل‌های INFILT،SIPAR_ID و EVALUE است. نتایج نشان داد میانگین درصد خطای نسبی در مدل‌های INFILT،SIPAR_ID و EVALUE به ترتیب 6/16، 2/5 و 2/11 و حداکثر خطا به ترتیب 6/1، 7/0و 1/1 متر مکعب است که می‌توان نتیجه گرفت مدل SIPAR_ID خطای کمتری نسبت به دو مدل دیگر دارد. همچنین این مدل‌ها در برآورد نفوذ در آبیاری نواری دقت بالاتری نسبت به آبیاری جویچه‌ای داشته‌اند. همچنین سازمان حفاظت خاک آمریکا (SCS) مقدار ضریب زبری مانینگ را برای جویچه‌های آیش در آبیاری اول 04/0پیشنهاد کرده است که با مقادیر تخمینی مدل SIPAR_ID که از مقدار 038/0 تا 089/0 تفاوت زیادی دارد.

چکیده انگلیسی:

Surface irrigation is still main irrigation system in agricultural land, so it is necessary to finding a solution for improving these systems. Manning roughness coefficient and infiltration parameters are the most important parameters in evaluation of surface irrigation systems. Infiltration parameters play an essential role in the evaluation and design of irrigation systems; therefore, it is necessary to estimate these coefficients, accurately The purpose of this study was to estimate infiltration parameters and manning roughness coefficient in continuous and cutback flows during the first three irrigation events using INFILT, SIPAR_ID and EVALUE models. The results showed that the average relative error percentage in the INFILT, SIPAR_ID and EVALUE models were 16.6, 5.2 and 11.2, respectively, and the maximum errors were 1.6, 0.7, and 1.1 m3, respectively. The SIPAR_ID model has less error than the other two models. These models also had higher accuracy in estimating infiltration in the border irrigation than furrow irrigation. The US Soil Conservation Service (SCS) also proposed a Manning roughness coefficient for fallow furrows in the first irrigation 0.04, which is very different from the estimated values of the SIPAR_ID model from 0.038 to 0.09.

منابع و مأخذ:

ابراهمیان، ح.، قنبریان علویچـه، ب.، عباسـی، ف.، هـورفر، ع. 1389 .ارائـه روش دونقطـه ای جدیـد بـه منظـور بـرآورد پارامترهای نفوذ پذیری در آبیاری جویچه ای و نواری و مقایسه آن با سایر روش ها، نشریه آب و خاک، 24(4): 690-698.

ابراهمیان، ح.، کمالی، پ. 1396 مقایسه و ارزیابی روش های مختلف برآورد معکـوس ضـرایب معادلـه نفـوذ در شـرایط کشت داخل جویچه، تحقیقات آب و خاک ایران. 48(1): 39-48.

دربندی، ص.، آیرملو، ن.، جلیلزاده، م.، دربندی، ص. 1384 .ارزیابی حساسیت ضرایب مدلهای نفوذ به رطوبت اولیه خاک و تعیین مدلهای ریاضی مربوطه.دومین کنفرانس سراسری آبخیزداری و مدیریت منابع آب و خاک، کرمان، سوم و چهارم اسفند ماه، 1618-1625.

رمضانی اعتدالی، ه.، لیاقت، ع.، عباسی، ف. 1388 .ارزیابی مدل EVALUE رای تخمین ضریب زبری مانینگ در آبیـاری جویچه، مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی. 10(3): 83-94.

رمضانیاعتدالی، ه.، ابراهیمیان، ح.، عباسی، ف.، لیاقت، ع. 1391 .ارزیـابی سـه مـدل EVALUE، SIPAR_ID و INFILT برای تخمین ضرایب معادله نفوذ کوستیاکف در آبیاری جویچهای، مجله علوم و مهندسی آبیاری. 35(1): 1-9.

زبردست، س.، طباطبائی، س.ح.، و قربانی، ب. 1392 .شبیه سازی منحنی پیشروی در آبیاری جویچـه ای بـا جریـان هـای ورودی پیوسته و کات- بک. 378-369.

سهرابی، ت.، پایدار ز، 1394 .طراحی سیستمهای آبیاری. انتشارات دانشگاه تهران. ص 406.

Abbasi, F., Simunek, J., van Genuchten, M. T., Feyen, J., Adamsen, F. J., Hunsaker, D. J., Strelkoff, T. S. and Shouse, P. 2003. Overland water flow and solute transport: model development and field-data analysis. J. Irrig. Drain. Eng. 129(2): 71-81.

Benami, A. and A. Ofen. 1984. Irrigation ngineering: Sprinkler, trickle, surface irrigation. Principles,design and agricultural practices. Irrigation Engineering Scientific Publication, IIIC Bet Dagan, Israel.

Ebrahimian, H. 2014. Soil Infiltration Characteristics inAlternate and Conventional Furrow Irrigation usingDifferent Estimation Methods. Korean Society of Civil Engineers. 18.6:1904-1911.

Holzapfel, E.A., JaraJ. Zuniga, C., Marino, M.A., Paredes, J and Billib,M. 2004. Infiltration parameters for furrow irrigation. Agricultural Water Management, 68, 19-32.

Mc Clymont, D. J., and R., J. Smith. 1996. Infiltration parameters from optimisation on furrow irrigation advance data. Irrig. Sci., 17(1): 15–22.

Ramezani Etedali, H., Ebrahimian, H., Abbasi, F., Liaghat, A. 2011. Evaluating models for the estimation of furrow irrigation infiltration and roughness. Spanish journal of agriculture research. 9 (2): 641-649. https://doi.org/10.5424/sjar/20110902-342-10.

Ramezani Etedali, H., Liaghat, A., Abbasi, F. 2012. Evaluation of the EVALUE Model for Estimating Maning’s Roughness in Furrow Irrigation. Irrigation and Drainage. 61: 410-415. https://doi.org/10.1002/ird.650.

Rodriguez, J. A., and J. C., Martos. 2008. SIPAR_ID: Freeware for surface irrigation parameter identification. J. Environmental Modelling and Software: 2 p. (In press).

Sepaskhah, A. R. and Bondar. H. 2002. Estimation of Manning roughness coefficient for bare and vegetated furrow irrigation. J. Biosystems Engineering. 82(3): 351–357.

Strelkoff, T. S., Clemmens, A. J., El-Ansary, M. and M. Awad. 1999. Surface irrigation evaluation models: Application to level basin in Egypt. Trans. ASAE., 42(4): 1027–1036.

USDA (U.S. Department of Agriculture). 1974. Border irrigation. National Engineering Handbook. Natural Resources Conservation Service, Washington DC, 55 pp. Walker, W.R., 2003. SIRMOD- Surface Irrigation simulation, evaluation and design. Guide a