بررسی گسترش جبهه‌رطوبتی خاک از منبع نقطه‌ای در خاک‌های مطبق افقی و عمودی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مهندسی آب دانشگاه آزاد قائمشهر

2 دانشگاه آزاد اسلامی واحد قائم شهر

3 عضو هیئت علمی دانشگاه کردستان / دانشکده کشاورزی / گروه مهندسی آب

4 گروه آب و محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

چکیده

از عوامل اصلی تأثیرگذار بر الگوی خیس­شدگی خاک، شیب زمین، بافت خاک، دبی قطره­چکان و حجم آب­آبیاری می­باشد. برای بررسی تأثیر این عوامل آزمایش­ها در 4 گروه متفاوت از خاک­های نا­همگن با 3 لایه متفاوت که 2 گروه با خاک­های مطبق افقی و 2 گروه با خاک­های مطبق عمودی در 3 شیب­ 0، 10 و20 درصد، با دبی­های 2، 4 و 8 لیتر بر ساعت و برای حجم آب ثابت 24 لیتر انجام گردید. نتایج نشان داد که مقدار حداکثر شعاع جبهه­رطوبتی از 33 الی 109 سانتی­متر و عمق جبهه­رطوبتی در زیر قطره­چکان از 39 الی 71 سانتی­متر متغیر بوده است. بیشترین افزایش در حداکثر شعاع خیس­شده مربوط به خاک مطبق افقی با لایه با بافت سنگین در بالا می­باشد. عمق خیس­شدگی در زیر قطره­چکان، با افزایش شیب مقدار کمی کاهش پیدا می­کند. بیشترین عمق ­نفوذ برای خاک مطبق عمودی با لایه میانی با بافت سبک و دو لایه­ اطراف با بافت سنگین می­باشد. با افزایش دبی در شرایط برابر از مقدار مساحت جبهه­رطوبتی کاسته می­گردد. در آزمایش­های انجام شده بیشترین درصد مساحت جبهه­­رطوبتی پایین­دست قطره­چکان در دبی 8 لیتر در ساعت و با شیب 20 درصد بین 74 الی 78 درصد می­باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Study of the Expansion of Wetting Front from a Point Source in Vertically and Horizontally Layered Soils

نویسندگان [English]

  • Naser Ramzanian azizi 1
  • Askari Tashakkori 2
  • Eisa Maroufpoor 3
  • Samad Emamgholizadeh 4
1 Ph.D student
2 Islamic Azad University, Ghaemshahr Branch
3 Associate Professor, Department of Water Science and Engineering, University of Kurdistan
4 Professor, Water and Environmental Engineering, Collage of Civil Engineering, , Shahrood University of Technology, Iran
چکیده [English]

Land slope, soil texture, emitter flow rate and volume of irrigation water are among the main factors that influence the shape of the wetting front in the soil. The experiments were conducted in four different groups of heterogeneous three-layered soils, two of which were horizontally layered and two vertically layered, at three slopes (0, 10 and 20%) and three emitter flow rates (2, 4 and 8 L/h) with a constant volume of irrigation water (24 L). The results revealed that the maximum value of the wetting front radius in the experiments varied from 33 to 109 cm whereas the values for the wetting front depth under the emitter were in the 39-71 cm range. The highest increase in the maximum wetting front radius belonged to the horizontally layered soil with the heavy layer at the top. The wetting front depth under the emitter slightly decreased with increases in slope. The maximum infiltration depth was that of the vertically layered soil with a light-textured middle layer and heavy-textured top and bottom layers. When other conditions were kept constant, the percentage of the wetted area Was decreased with increases in the emitter flow rate. The highest percentages of the wetted area downstream of the emitter varied from 74 to 78 percent at flow rate of 8 L/h and 20% slope.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Wetting Front
  • Horizontally Layered Soil
  • Vertically Layered Soil
  • Sloping Surface
  • Point Source

مراجع

 
 Armstrong, C. F., & Wilson, T. V. (1983). Computer model for moisture distribution in stratified soils under a trickle source. Transactions of the ASAE, 26(6), 1704-1709.‏
 Bodhinayake, W., Si, B. C., & Xiao, C. (2004). New method for determining water‐conducting macro‐and mesoporosity from tension infiltrometer. Soil Science Society of America Journal, 68(3), 760-769.
 Bufon, V. B., Lascano, R. J., Bednarz, C., Booker, J. D., & Gitz, D. C. (2012). Soil water content on drip irrigated cotton: comparison of measured and simulated values obtained with the Hydrus 2-D model. Irrigation Science, 30(4), 259-273.
Calciu, I., Simota, C., Vizitiu, O., & Panoiu, I. (2011). Modelling of soil water retention properties for soil physical quality assessment. Research Journal of Agricultural Science, 43(3).
 Freeman, J.C., Peter, J.T., Peter, F., and Keith, L.B.( 2003). Software tool to display approximate wetting patterns from drippers. J. Irrig. Sci. 22: 129-134.
Hachum, A. Y., Willardson, L. S., & Alfaro, J. F. (1976). Water movement in soil from trickle source. Journal of the Irrigation and Drainage Division, 102(2), 179-192.‏
 Haggard, B. E., Moore Jr, P. A., & Brye, K. R. (2005). Effect of Slope on Runoff from a Small Variable-Slope Box. J. Environ. Hydrol, 13, 25.‏
 Hoover, J. R. (1985). Evaluation of flow pathways in a sloping soil cross section. Transactions of the ASAE, 28(5), 1471-1475.‏
Huat, B. B., Ali, F. H., & Low, T. H. (2006). Water infiltration characteristics of unsaturated soil slope and its effect on suction and stability. Geotechnical & Geological Engineering, 24(5), 1293-1306.
 Keller, J. and Bliesner.R. (1990). Sprinkle and Trickle Irrigation, Van Nostrand Reinhold, New York, 442 P.
 Keller, J. and Karmeli, D. (1974) Trickle Irrigation Design Parameters. Transactions of American Society of Agricultural Engineers, 17, 678-684.
‏ Khan, A. A., Yitayew, M., & Warrick, A. W. (1996). Field evaluation of water and solute distribution from a point source. Journal of irrigation and drainage engineering, 122(4), 221-227.‏
Koo, R. C. J., & Tucker, D. P. H. (1975). Soil moisture distribution in citrus groves under drip irrigation. In Proceedings of the... annual meeting.
 Kumar, D. S., Sharma, R., & Brar, A. S. (2021). Optimising drip irrigation and fertigation schedules for higher crop and water productivity of oilseed rape (Brassica napus L.). Irrigation Science, 1-14.
Mohammad, N., Alazba, A. A., & Simunek, J. (2014). HYDRUS simulations of the effects of dual-drip subsurface irrigation and a physical barrier on water movement and solute transport in soils. Irrigation science, 32(2), 111-125.
 Moncef, H., & Khemaies, Z. (2016). An analytical approach to predict the moistened bulb volume beneath a surface point source. Agricultural Water Management, 166, 123-129.
 Neshat, A., & Nasiri, S. H. I. M. A. (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 Journal of Scientific Research, 11(4), 426-434.‏
Or, D., & Coelho, F. E. (1996). Soil water dynamics under drip irrigation: transient flow and uptake models. Transactions of the ASAE, 39(6), 2017-2025.‏
 Patel, N., & Rajput, T. B. S. (2008). Dynamics and modeling of soil water under subsurface drip irrigated onion. Agricultural water management, 95(12), 1335-1349.
 Rahimzadegan, R. 1977. Water movement in field soil from a point source. Master. Degree Thesis, Agricultural and Irrigation Engineering, Faculty of Agriculture, Utah State University.
 Shiri, J., Karimi, B., Karimi, N., Kazemi, M. H., & Karimi, S. (2020). Simulating wetting front dimensions of drip irrigation systems: Multi criteria assessment of soft computing models. Journal of Hydrology, 585, 124792.
 Thabet, M., & Zayani, K. (2008). Wetting patterns under trickle source in a loamy sand soil of south Tunisia. American-Eurasian Journal of Agricultural & Environmental Sciences, 3(01), 38-42.‏
 Tripathi, V. K. (2017). Simulating soil water content under surface and subsurface drip irrigation with municipal wastewater. Journal of AgriSearch, 4(3), 167-172.‏
 Zur, B. (1996). Wetted soil volume objective in trickle irrigation. Irrigation Science, 16(3), 101-105.‏
نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران
دوره 13، شماره 3 - شماره پیاپی 51
فروردین 1402
صفحه 180-195

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار