ارزیابی مزرعه ای و تحلیل سیستم آبیاری سطحی با WinSRFR (مطالعه موردی آبیاری جویچه‌ای)

نوع مقاله : مقالات پژوهشی

نویسندگان

چکیده

مساله اصلی روش های آبیاری سطحی پایین بودن بازده آب آبیاری است که عمدتاً از ضعف مدیریت و طراحی نامناسب ناشی می شود. در این تحقیق به منظور ارزیابی و تحلیل عملکرد سیستم آبیاری جویچه‌ای، آزمایش مزرعه ای تحت کشت محصول ذرت علوفه ای انجام گرفت. برای بدست آوردن داده های صحرایی، سه روش آبیاری جویچه ای شامل آبیاری معمولی، یک در میان ثابت و یک در میان متغیر در نظر گرفته شد و جمعاً نه ارزیابی انجام و اکثر پارامترهای آب و خاک برای این منظور برداشت گردید. مدل آبیاری سطحی WinSRFR با استفاده از اطلاعات مزرعه ای بر اساس دو روش حل اینرسی-صفر و موج کینماتیک واسنجی و ارزیابی گردید. تحلیل حساسیت نشان داد که مدل بیشترین حساسیت را به ترتیب نسبت به دبی ورودی، زمان قطع جریان و پارامترهای معادله نفوذ دارد. اختلاف دو روش حل اینرسی-صفر و موج کینماتیک در تخمین زمان پیشروی، رواناب و مقدار نفوذ به دلیل بالا بودن شیب مزرعه ناچیز بود. حداقل خطای مطلق (AE) برای برآورد زمان پیشروی حدود 5/1 درصد (8/0 دقیقه) به دست آمد. خطای مطلق تخمین رواناب و نفوذ به ترتیب 7/5 و 0/5 درصد به دست آمد. با استفاده از تحلیل عملیاتی مدل WinSRFR، منحنی های هم عملکرد سیستم آبیاری جویچه ای به منظور بهینه سازی دبی جریان ورودی و زمان قطع جریان و با توابع هدف حداکثر کردن بازده کاربرد و یکنواختی توزیع و حداقل کردن رواناب خروجی و نفوذ عمقی استخراج گردید. منحنی های هم عملکرد سیستم یک در میان ثابت تحت تابع هدف بازده کاربرد، نشان داد که با مدیریت زمان قطع جریان و دبی ورودی، بازده کاربرد را می توان به شرط تأمین عمق مورد نیاز، از 5/54 درصد در شرایط جاری به 74 درصد افزایش داد. همچنین بر اساس این منحنی های هم عملکرد، تحت پارامترهای فیزیکی و هندسی فعلی جویچه، افزایش بازده کاربرد به بیش از 74 درصد و به شرط تأمین عمق مورد نیاز، امکان پذیر نبوده و نیاز به تغییر خصوصیات هندسی جویچه می باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Field Evaluation and Analysis of Surface Irrigation System with WinSRFR (Case Study Furrow Irrigation)

نویسندگان [English]

  • Z. Taghizadeh
  • V.R. Verdinejad
  • H. Ebrahimian
  • N. Khanmohammadi
چکیده [English]

The low irrigation application efficiency is the major problem of surface irrigation systems due to weak management and poor design. In this research, in order to analyze the performance of furrow irrigation system, a field experiment was conducted during maize growing season. Three furrow irrigation methods; conventional furrow irrigation, fixed alternate furrow irrigation and variable alternate furrow irrigation were considered to collect field data and, then, to evaluate the performance of WinSRFR (surface irrigation model). This model was calibrated and evaluated based on the experimental data with Zero-Inertia (ZI) and Kinematic Wave (KW) solutions. The sensitivity analysis of WinSRFR showed that the most sensitive parameters were inflow rate, cutoff time and parameters of the infiltration equation, respectively. There was a small difference between ZI and KW to estimate advance time, runoff and infiltration due to high field slope. The minimum absolute error for estimation of advance times was obtained about 1.5% (0.8 minute). The minimum absolute error in estimating runoff and infiltration were 5.7 and 5.0%, respectively. Using operations analysis of WinSRFR, the iso-performance contour plots of furrow irrigation system was obtained to optimize cutoff time and inflow rate under maximizing of application efficiency and distribution uniformity and minimizing of runoff and deep percolation. Application efficiency iso-performance contour plot of fixed alternate furrow irrigation, indicated by managing of cutoff time and inflow rate, application efficiency could be increasing from 54.5% in current evaluation to 74%, provided water supply of Dreq. Also based on this contour plot, increasing of application efficiency more than 74% was impossible provided water supply of Dreq, under current furrow geometry parameters and it was possible with changing furrow geometry parameters.

کلیدواژه‌ها [English]

  • furrow irrigation
  • Performance Evaluation
  • Surface Irrigation Model