Full shape of moisture bulb simulating in surface drip irrigation

Authors

1 Assistant Professor, Department of Water Engineering, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran

2 M.Sc student, university of kurdistan

Abstract

Simulation of soil moisture distribution and redistribution, as well as knowledge about wetted dimension in drip irrigation can be considered as important criteria for improving the drip irrigation design. The experiments were carried out in a transparent plexy-glass tank (0.5m *1.22m * 3m) using three different soil textures (i.e. medium, heavy and fine). The emitter outflows were considered as 2.4 and 4 lit/hr with irrigation duration equal to 6hr. In this study, nonlinear regression method (i.e. Microsoft Excel Solver tool 2010) based on experimental data was utilized to develop empirical model for estimating the horizontal distribution of the wetting front in surface drip irrigation. Similarly, the radius of wetted bulb (in the distribution and redistribution phase) at different depths was estimated by optimizing the calculated coefficients of equations and finally, the full shape of the wetting pattern was simulated. The results of proposed models based on performance criteria showed that for distribution phase, the values of R2, RMSE and MAE varied between 0.7-0.89, 1.54-3 cm and 1.38-2.6 cm, respectively. Furthermore, for redistribution phase the R2, RMSE and MAE ranges were 0.6-0.92, 2.15-3.93 cm and 1.7-3.67, respectively. The comparison results of measured and simulated data revealed that proposed models can predict the shape of the moisture front in both distribution and redistribution phases with good accuracy.

Keywords


    اسماعیلی، ا.، ا. سلطانی محمدی و س. برومند­نسب. 1394.  بررسیابعادپیاز رطوبتیآبیاریقطر­ه­­اینواریدراراضیشیب­دار. مجله علمی کشاورزی، علوم و مهندسی آبیاری، جلد 39، شماره 1، ص 190- 181.
     حقیقی، ب. 1375. اثر پارامترهای آبیاری بر روی درصد سطح خیس­شده در آبیاری قطره­ای. پایان­نامه کارشناسی ارشد. دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان. 118 صفحه.
      خرمی، م.، م. سیاسی­ارانی، ا. علیزاده و ح. انصاری. 1392. ارزیابی روش­های مختلف برآورد ابعاد پیاز رطوبتی در یک خاک لومی تحت آبیاری قطره­ای. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. جلد7. شماره3. ص411-404.
     شریف نیا، ر.، ف. میرزایی و ع. م. لیاقت. 1388. عوامل موثر بر شکل خیس‌شدگی خاکدر آبیاری قطره‌ای و اصلاح موقعیت قطره چکان در اراضی شیب‌دار. مجله پژوهش آب ایران. سال سوم. شماره5. ص 16-9.
     صادقی، م.، ب. قهرمان و ک. داوری. 1387. مقیاس سازی و پیش‌بینی نیمرخ رطوبت خاک در فاز توزیع مجدد. مجله آب و خاک(علوم وصنایع کشاورزی). جلد 22. شماره 2. ص 417-431.
     محمد­بیگی، آ.٬ ف. میرزایی و ن. اشرف. 1395. بررسی و مقایسه توزیع مجدد رطوبت در آبیاری قطره­ای با جریان پالسی و جریان پیوسته. نشریه تحقیقات آب و خاک ایران. جلد47. شماره3. ص 473-467.
     کریمی٬ ب.٬ ف. میرزایی و ت. سهرابی. 1392. ارزیابی توزیع مجدد جبهه پیشروی آب در سیستم آبیاری قطره­ای سطحی و زیرسطحی. نشریه دانش آب و خاک. جلد23. شماره 3. ص 192-183.
       کریمی، ب.، ت. سهرابی، ف. میرزائی و ب. آبابایی. 1393. ارایه روابطی برای پیش­بینی الگوی توزیع مجدد رطوبت خاک در سیستم آبیاری قطره­ای سطحی و زیرسطحی به روش آنالیز ابعادی. نشریه پژوهش­های حفاظت آب و خاک. جلد 21. شماره 6. ص 237-223.
        کریمی، ب.، ف. میرزایی و ت. سهرابی. 1394. بسط معادلاتی برای برآورد الگوی سطح خیس شده در سیستم آبیاری قطره‌ای سطحی و زیرسطحی به روش تحلیل ابعادی. مجله دانش آب و خاک جلد 25، شمارة 3، ص 241 تا 252.
 
Al-Ogaidi, A. A., A.Wayayok, M.K.Rowshon and A.F. Abdullah. 2016. Wetting patterns estimation under drip irrigation systems using an enhanced empirical model. Agricultural Water Management, 176: 203-213.
Cote, C. M., K. L.Bristow, P. B. Charlesworth, F. J.Cook and P. J. Thorburn. 2003. Analysis of soil wetting and solute transport in subsurface trickle irrigation. Irrig. Sci. 22:143-156.
Neshat, A., and S. Nasiri. 2012. Finding the optimized distance of emitters in the drip irrigation in loam-sandy soil in the Ghaeme Abad plain of Kerman, Iran. Middle-East J Sci Res, 11: 426-434.
Thorburn, P. J., F. J. Cook and K. L. Bristow. 2003. Soil- dependent wetting from trickle emitters: Implications for system design and management. Irrig. Sci. 22: 121-127.
Samadianfard, S., A. A. Sadraddini, A. H. Nazemi, G. Provenzano, O. Kisi. 2012. Estimating soil wetting patterns for drip irrigation using genetic programming. Spanish J. Agric. Res. 10:1155–1166.