پایان‌نامه

بررسی تحربی و عددی توزیع رطوبت خاک در آبیاری قطره ای سطحی و زیرسطحی

چکیده

استفاده رو به افزایش از آبیاری قطره ای به عنوان روشی برای بهبود پایداری سیستم های آبیاری در سراسر دنیا شناخته شده است. با این حال، ویژگی های انتقال آب و مواد محلول و مشخصه های پروفیل خاک، اغلب به اندازه کافی در طراحی و مدیریت سیستم های آبیاری قطره ای در نظر گرفته نمی شوند. سیستم های آبیاری قطره ای زیرسطحی به منظور استفاده موثرتر از آب و به عنوان یک روش بسیار دقیق هم در انتقال آب و مواد غذایی به مکان های دلخواه خاک و هم در تعیین زمان و تناوب کاربرد آب برای رشد بهینه گیاه به طور فزاینده در کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرند. طراحی و مدیریت مناسب سیستم های آبیاری قطره ای زیرسطحی برای افزایش بازده استفاده از آب و کود و در عین حال کاهش تلفات آب به علت تبخیر، نیازمند اطلاع از توزیع دقیق آب اطراف قطره چکان ها می باشد. در چند دهه اخیر، مطالعاتی برای توصیف جریان آب از منابع نقطه ای و خطی در خاک برای طراحی و مدیریت سیستم های آبیاری قطره ای سطحی و زیرسطحی صورت گرفته است، اما نحوه توزیع آب بین دو قطره چکان کم تر مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق، آزمایش های میدانی در اراضی ایستگاه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز در یک خاک لوم شنی به منظور تعیین ابعاد پیشروی جبهه رطوبتی و توزیع رطوبت خاک اطراف و فاصله بین دو قطره چکان در سیستم های آبیاری قطره ای زیرسطحی انجام و پیشروی جبهه رطوبتی در محل قطره چکان و بین دو قطره چکان مجاور در آرایش لترال منفرد و لترال مضاعف آبیاری قطره ای زیرسطحی توسط مدل هایدروس شبیه سازی شد. به علت تراکم بسیار بالای خاک مورد مطالعه کاربرد سیستم آبیاری قطره ای زیرسطحی با مشکل رسیدن آب به سطح خاک در ساعات اولیه آبیاری مواجه شد. بنابراین جهت از بین بردن لایه های متراکم، خاک مورد آزمایش به عمق 1 متر حفر و دوباره پر شد تا اثر لایه های متراکم به حداقل برسد. پارامترهای مدل ون گنوختن با استفاده از مدل رُزتا تعیین گردید و شبیه سازی های عددی توزیع رطوبت خاک در آبیاری قطره ای زیرسطحی با در نظر گرفتن دو نوع هندسه (1) سیستم کاملا سه بعدی و (2) سیستم دو بعدی صفحه ای تقریبی انجام شد. ابعاد جبهه رطوبتی و مقادیر حجمی رطوبت مشاهداتی با نتایج حاصل از شبیه سازی های دو بعدی و سه بعدی مدل هایدروس مقایسه شدند. برای مقایسه ابعاد جبهه رطوبتی مشاهداتی و شبیه سازی شده توسط هایدروس دو بعدی و سه بعدی در محل قطره چکان، فواصل شعاعی مرز پیاز رطوبتی از محل قطره چکان در زوایای مختلف از محل قطره چکان محاسبه شدند. برای تعیین دقت شبیه سازی ها در صفحه ای موازی لترال بین دو قطره چکان نیز فواصل عمودی مرز پیاز رطوبتی رو به بالا و رو به پایین از محل قطره چکان محاسبه گردید. نتایج نشان دادند که مدل هایدروس سه بعدی با داشتن مقادیر میانگین rmse کم تر و ce بیش تر نسبت به هایدروس دو بعدی از کارآیی بهتری در شبیه سازی ابعاد پیشروی جبهه رطوبتی در محل و بین دو قطره چکان برخوردار است. همچنین به منظور مقایسه بیشتر توانایی هایدروس دو بعدی و سه بعدی در شبیه سازی توزیع رطوبت خاک در آبیاری قطره ای زیرسطحی، شبیه سازی های عددی بیشتری با در نظر گرفتن مقدار آب کاربردی کم تر به مدت طولانی تر برای آرایش لترال منفرد آبیاری قطره ای زیرسطحی انجام شد. به این منظور آرایش متداول لترال ها و قطره چکان ها در آبیاری قطره ای زیرسطحی گیاه ذرت در نظر گرفته شد. شبیه سازی ها برای خاک فرضی برای دو هندسه جریان دو بعدی تقریبی و کاملا سه بعدی به مدت 24 ساعت پس از شروع آبیاری انجام شد. نتایج شبیه سازی ها در زمان های مختلف 2 تا 24 ساعت پس از شروع آبیاری و در دو عمق نصب قطره چکان با هم مقایسه شدند. نتایج نشان داد که با افزایش زمان آبیاری و تنها در مراحل پایانی نفوذ زمانی که جبهه های رطوبتی دو قطره چکان مجاور کاملا ادغام شده و جریان آب بین دو قطره چکان به حالت یکنواخت می رسد فرض دو بعدی بودن جریان صحیح می باشد. در نهایت می توان گفت مدل هایدروس یک ابزار بسیار قوی و مفید برای شبیه سازی ابعاد جبهه رطوبتی و توزیع رطوبت خاک در آبیاری قطره ای زیرسطحی می باشد.

اساتید راهنما و مشاور

امیر حسین ناظمی، رضا دلیر حسن نیا

پایان‌نامه‌های مشابه

اسناد مشابه

  • بررسی تجربی و عددی توزیع رطوبت خاک در آبیاری قطره ای زیر سطحی در خاک های لایه ای مسطح و شیب دار

    مقالهدانش آب و خاکزهرا نوروزیان، 1- دانش آموخته کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، دانشگاه تبریز علی اشرف صدرالدینی، 2- استاد گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز امیرحسین ناظمی، 2- استاد گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز رضا دلیرحسن نیا

    در پژوهش حاضر الگوی توزیع رطوبت خاک تحت آبیاری با قطره­چکان­های زیر سطحی در خاک د­و ­لایه و در دو حالت زمین مسطح و شیب­دار از طریق انجام آزمایش­های مزرعه­ای بررسی و اثرات شرایط شیب زمین و لایه­ای بودن خاک به­طور منفرد و توام بر الگوی خیس­شدگی خاک بررسی شد. مقایسه­ها بین نیمرخ­های

  • بررسی تجربی و عددی توزیع رطوبت خاک در آبیاری قطره ای زیر سطحی در خاک‌های لایه‌ای مسطح و شیب دار

    مقاله۲۰۱۷دانش آب و خاکزهرا نوروزیان، علی‌اشرف صدرالدینی، امیرحسین ناظمی، رضا دلیرحسن نیا

    در پژوهش حاضر الگوی توزیع رطوبت خاک تحت آبیاری با قطرهچکانهای زیر سطحی در خاک دو لایه و در دو حالت زمین مسطح و شیبدار از طریق انجام آزمایشهای مزرعهای بررسی و اثرات شرایط شیب زمین و لایهای بودن خاک بهطور منفرد و توام بر الگوی خیسشدگی خاک بررسی شد. مقایسهها بین نیمرخهای رطوبتی مشاه

  • شبیه سازی توزیع رطوبت خاک اطراف قطره چکان در آبیاری قطره ای پالسی و پیوسته به روش آنالیز ابعادی

    مقالهپژوهش های حفاظت آب و خاکآرش محمدبیگی، دانشگاه تهران فرهاد میرزایی، دانشگاه تهران نگین اشرف، دانشگاه تهران

    سابقه و هدف: در دهه های اخیر آبیاری قطره ای به جهت کاهش آب کاربردی، افزایش در عملکرد گیاه و توزیع بهتر کود مورد توجه قرارگرفته است. کاهش آب کاربردی به این دلیل است که در آبیاری قطره ای به جای همه سطح زمین فقط خاک محدوده ریشه گیاه مرطوب می شود. آبیاری پالسی مجموعه ای از چرخه ها اس

  • شبیه سازی توزیع رطوبت خاک اطراف قطره چکان در آبیاری قطره ای پالسی و پیوسته به روش آنالیز ابعادی

    سابقه و هدف: در دهه‌های اخیر آبیاری قطره‌ای به جهت کاهش آب کاربردی، افزایش در عملکرد گیاه و توزیع بهتر کود مورد توجه قرارگرفته است. کاهش آب کاربردی به این دلیل است که در آبیاری قطره‌ای به‌جای همه سطح زمین فقط خاک محدوده ریشه گیاه مرطوب می‌شود. آبیاری پالسی مجموعه‌ای از چرخه‌ها اس

  • برآورد ابعاد پیاز رطوبتی با مدل تجربی و مدل عددی hydrus-۲d در آبیاری قطره ای زیرسطحی

    مقالهتحقیقات مهندسی سازه های آبیاری و زهکشی (تحقیقات مهندسی کشاورزی سابق)مژده خلیلی، دانش آموخته کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان مهدی اکبری، دانشیار موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی ابوطالب هزارجریبی، عضو هیات علمی گروه مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان مهدی ذاکری نیا

    کاهش چشم­گیر کمیت و کیفیت منابع­ آب در دسترس، بشر را وا می­دارد تا آب را به شکلی درست­تر مصرف کند. سیستم­های نوین آبیاری مانند آبیاری زیرسطحی، از راه­هایی هستند که باعث افزایش بازده و کارایی مصرف آب می­شوند. در این روش­های آبیاری، با توزیع آب در داخل نیم­رخ خاک، سطح خاک خشک باقی

  • برآورد ابعاد پیاز رطوبتی با مدل تجربی و مدل عددی hydrus-2d در آبیاری قطره ای زیرسطحی

    مقاله۲۰۱۴تحقیقات مهندسی کشاورزیمژده خلیلی، مهدی اکبری، ابوطالب هزارجریبی، مهدی ذاکری نیا

    کاهش چشم­گیر کمیت و کیفیت منابع­ آب در دسترس، بشر را وا می­دارد تا آب را به شکلی درست­تر مصرف کند. سیستم­های نوین آبیاری مانند آبیاری زیرسطحی، از راه­هایی هستند که باعث افزایش بازده و کارایی مصرف آب می­شوند. در این روش­های آبیاری، با توزیع آب در داخل نیم­رخ خاک، سطح خاک خشک باقی