بررسی جریان خروجی روزنه‎ها با قطر و پوشش‎های متفاوت در سیستم آبیاری زیرسطحی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

استادیار گروه مهندسی آب، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

چکیده

استفاده از گسیلنده مناسب نظیر لوله‎های روزنه‎دار در سیستم آبیاری زیرسطحی کارآمدی این سیستم‌ها را ارتقاء می‌دهد. در این پژوهش، بهترین شرایط هیدرودینامیکی محیط نشت، شرایط بهینه هیدرولیکی روزنه و اثر متقابل هیدرولیک روزنه و محیط پیرامون آن بررسی شد. بدین منظور وضعیت جریان و مقاومت جریان خروجی از لوله پلی‎اتیلن 16 میلیمتری با روزنه‎های به قطر 1، 5/2، 5، 8 و10 میلیمتر (در دو حالت استفاده از پوشش ژئوتکستایل و عدم استفاده از آن) در محیط خاک رسی و گراول با قطر متوسط 12 میلیمتر در فشارهای 25/0، 5/0، 75/0،1، 25/1، 5/1، 75/1 و 2 اتمسفر بررسی گردید. نتایج آزمایش با استفاده از آزمون تجزیه واریانس دوطرفه مقایسه شد و منحنی‎های مشخصه روزنه‎های مختلف با برازش داده‌های آبدهی بر حسب فشار برای کلیه آزمایشات تهیه گردید. بازه مقادیر R2 و توان معادله دبی- فشار مربوطه به ترتیب معادل 99%-93% و 63/0-41/0 به‌دست آمد. نتایج آزمایش نشان داد که استفاده از گراول به تنهایی در اطراف روزنه مدفون در خاک در کلیه قطر‎ها موجب کاهش مقاومت جریان، افزایش سرعت خروج آب از روزنه و آشفتگی بیشتر جریان گردید و برعکس استفاده از ژئوتکستایل باعث افزایش مقاومت جریان شد و مشاهده شد که در روزنه‎های با قطرهای 1 و 5/2 میلیمتر لفاف ژئوتکستایل در خاک و گراول موجب بروز مقاومت با اختلاف معنی‎دار نسبت به حالت معمولی شد. بر مبنای نتایج حاصل استفاده از روزنه 1 میلیمتری در تمامی محیط‎ها و روزنه 5/2 میلیمتری در محیط خاک با وجود یا بدون وجود لفاف ژئوتکستایل در سیستم آبیاری زیرسطحی توصیه می‌گردد

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating on the Orifices Outflow with Different Diameters and Envelops in the Subsurface Irrigation System

نویسندگان [English]

  • Saeid Zamani
  • Rohallah Fatahi
Assistant Professor of Water Engineering Department of Shahrekord University
چکیده [English]

The use of appropriate emitters, such as perforated-pipe in the subsurface irrigation system, improves the efficiency of these systems. In present study, the best hydrodynamic conditions of the permeation environment, optimal hydraulic conditions of the orifice, and interaction between the orifice hydraulic and the surrounding environment are investigated. For this purpose, the conditions of flow and outflow resistance of the 16 mm polyethylene pipe with 1, 2.5, 5, 8 and 10 mm orifice were conducted in two modes (with and without geotextile cover) in a clay soil and 12 mm gravel in the pressure 0.25, 0.5, 0.75, 1, 1.25, 1.5, 1.75 and 2 atmospheres are investigated. The experimental results were compared with two-way ANOVA and the characteristic curves of different orifices were fitted with pressures in all experiments.
The range of the values of R2 and the power of the discharge-pressure equation was Obtained 99% -93% and 0.41-0.63, respectively. The experimental results showed, using gravel around the buried orifice in the soil in all the diameters reduced the flow resistance, increased water outflow of the orifices and increased flow turbulence, conversely, using the geotextile increased the flow resistance and it was observed that in the 1 and 2.5 mm orifices, geotextile envelopment in soil and gravel have significant difference with the normal state. Based on the results of the use of 1 mm orifice in all environments and 2.5 mm orifice in the soil environment with or without the geotextile cover, had the best performance and other orifices are not recommended

کلیدواژه‌ها [English]

  • evaluation
  • Percolation
  • Micro irrigation
  • Lateral

احسانی،م. و خالدی،ه. 1382. بهره وری آب کشاورزی، کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران.

علیزاده، ا.1384. اصول و عملیات آبیاری قطره‌ای. انتشارات آستان قدس رضوی دانشگاه امام رضا(ع)، چاپ دوم.

فروغی، ف. و قا ئمی، ع .ا. 1384. تعیین عمق بهینه آب آبیاری گندم بر اساس خط مشی‎های مختلف مدیریتی در آبیاری بارانی عقربه‎ای. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، دوره 9، شماره 2، ص 1-15.

نوشادی، ف.، جمالدینی، م.، سپاس‎خواه، ع. 1394. بررسی عملکرد پوشش‎های گراولی در زهکش‎های زیرزمینی.مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، علوم آب و خاک .سال نوزدهم، شماره 71، ص 161-151.

لنجابی.م.، طباطبایی.ح.، فتاحی، ر.، نوری، م.1389. تاثیر کاربرد پوشش ژئو تکستایل بر پیاز رطوبتی در سیستم آبیاری قطره‎ای زیر سطحی. مجله آبیاری و زهکشی، دوره 4، شماره 1، ص 117-109.

زهتابیان، م.، قبادی‎نیا، م.، حسن‎اقلی، ع. 1394. ارزیابی سه نوع پوشش-زهکش ژئوکمپوزیت در یک مدل آزمایشگاهی. نشریه پژوهش آب در کشاورزی، دوره 29: شماره2، ص 249-261.   

Akhoond-Ali, A.M. 2004. Determining moisture movement for khouzestan soils with subsurface irrigation. Research No 486. Shahid Chamran University, 486: 1-47.

ASABE-Standards. 2007. Soil and Water Terminology. S526.3. ASABE, St. Joseph, MI.

ASAE-Standards. 1996. Soil and Water Terminology. S523.1. ASAE, St. Joseph, MI.

Camp, C.R. 1998. Subsurface Drip Irrigation: A Review. Trans. ASAE, 41:1353-1367.

Coetzer, A.J., Van Zyl, J.E., Clayton, C. 2006.  An Expermental Investigation into the Turbulent-Flow Hydrulics of Small Circular Holes in Plastic Pipes. 8th Annual Water Distribution Systems Analysis Symposium, Cincinnati, Ohio, USA, August, August 27-30.

Fatahi, R., Haszpra, O. 2003. Analysis of perforated-pipe watercollector systems. Journal of Hydraulic Research, Vol. 00, 0 (2003): 1–8.

Fox, S., Collins, R. & Boxall, J. 2016. Physical investigation into the significance of ground conditions on dynamic leakage behavior. Journal of Water Supply: Research and Technology-AQUA, 65 (2): 103–115.

Goldberg, D. and Shmueli, M. 1969. Trickle irrigation- a method for increased agricultural production under conditions of saline water and adverse soils. Inter national Arid Lands Conference. Pp. 1-15.

Noack, C. & Ulanicki, B. 2006. Modelling of soil diffusibility on leakage characteristics of buried pipes. In: 8th Annual Water Distribution Systems Analysis Symposium, Cincinnati, USA,  August 27–30.

Peter, J. T., Ian, K. D., Ian, M.B., Craig, P. B., Mike, A.S., and Brian, A.K. 2003. The fate of nitrogen applied to sugarcane by trickle irrigation . J. Irrig. Sci. 22:201-209.

Streeter, V. L., Wylie, E. B. & Bedford, K. W. 1998. Fluid Mechanics, 9th edn. WCB/Mc Graw Hill, Boston, USA.

Thornton, J. & Lambert, A. 2005. Progress in practical predictions of pressure leakage, pressure: Burst frequency and pressure: Consumption. In: Proceedings of IWA Special Conference ‘Leakage 2005’, Halifax, Canada.

Van Zyl, J. and Clayton, C. 2007. The Effect of Pressure on Leakage in Water Distribution Systems. Water Management,166(10): 546-555.

Walski, T., Bezts, W., Posluszny, E., Weir, M. and Whitman, B. 2006. Modeling Leakage Reduction through Pressure Control. J. AWWA, 94:4-14.