Skip to main content
SUPERVISOR
Esmaeel Landy,Mahdi Gheysari,Mohammad Reza Mosaddeghi
اسماعیل لندی (استاد مشاور) مهدی قیصری (استاد راهنما) محمدرضا مصدقی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Arezou Ardeshiri
آرزو اردشیری جونقانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Evaluating Methods of Infiltration Measurement in Sprinkler Irrigation Systems and Developement of Its Transfer Functions
Given the increasing importance of water in agriculture, major investments for the development of pressurized irrigation systems, in particular sprinkler irrigation have been done. In other hand, precision in designing sprinkler irrigation systems is an important factor in reducing runoff. For the purpose of correct designing and preventing of surface runoff, recognizing soil infiltration rate (I) is necessary as the most important parameter in designing irrigation systems. This study was conducted to compare three field methods of measuring the soil infiltration rate, includes double ring (DR), tension infiltrometer(TD) and time of ponding (TP) methods and developing of pedotransfer functions to estimate the soil infiltration rate. Also, the Green-Ampt, Philip, Kostiakov, modified Kostiakov, and Horton and the America's Soil Conservation Service were evaluated. At all five experimental sites were measured four indicators of soil texture, initial moisture, bulk density and organic content percentage in three replicates . The results showed that the infiltration rate has significant correlation with organic content percentage, bulk density, initial soil moisture percentage, and clay and silt percentages. Developed pedotransfer functions had high accuracy in estimating the soil infiltration rate. Also it was observed that the measured I values in the DR method, on average, were 2 - 3 times more than TP method and, 4 - 5 times more than TD method in loamy sand and sandy clay loam textures. The final infiltration rate values of TD method to the suction of 2, 5 and 10 cm, were about 4, 3 and 2 times more than TP method, respectively. Also the final infiltration rate values of DR method were 5 times more than TP method. Saturated hydraulic conductivity values were calculated by TP method on average were 1.5 times more than DR method. Hydraulic conductivity of TP method were 0.7 and 0.4 times more than DR and TD methods in investigated soils, respectively. Our results suggest that the need of adjustment final infiltration values and hydraulic conductivity which werw resulted from double ring and tension infiltrometer methods in designing sprinkler irrigation systems. The highest average correlation coefficients betwee the field data and estimated data were observed for Kostiakov and Horton models and the lowest average correlation coefficient was observed for the America's Soil Conservation Service model. Overall, we concluded that for designing sprinkler irrigation systems in farm scale (over 100 ha), infiltration rate would be measured by the time of ponding method However, in the field scale (lower than 100 ha) it can be measured by double ring and tension infiltrometer methods then, infiltration rate values have to adjust by be developed equations. Keywords: Infiltration, Double ring, Tension infiltrometer, Time of ponding, Pedotransfer functions, Infiltration equations
با توجه به اهمیت روز افزون آب در بخش کشاورزی، سرمایه گذاری های کلانی در راستای گسترش سیستم های آبیاری تحت فشار، به ویژه آبیاری بارانی انجام شده است. از طرفی دقت در طراحی سیستم‌های آبیاری بارانی عامل مهمی در کاهش رواناب است. به منظور طراحی صحیح و جلوگیری از رواناب سطحی شناخت پارامتر شدت نفوذ آب به عنوان مهم ترین پارامتر در طراحی سیستم های آبیاری ضرورت دارد. این پژوهش با هدف مقایسه سه روش میدانی اندازه گیری شدت نفوذ آب به خاک، شامل روش های استوانه مضاعف، نفوذسنج مکشی و زمان ماندابی و توسعه توابع انتقالی خاک برای تخمین بهتر سرعت نفوذ آب اجرا شد. معادله های نفوذ گرین- آمپت، فیلیپ، کوستیاکوف، کوستیاکوف اصلاح شده، هورتون و سازمان حفاظت خاک آمریکا مورد ارزیابی قرار گرفتند. در پنج سایت، چهار شاخص بافت خاک، رطوبت اولیه، چگالی ظاهری و درصد مواد آلی، در سه تکرار تعیین گردید. نتایج نشان داد که شدت نفوذ با درصد ماده آلی، جرم مخصوص ظاهری، درصد رطوبت اولیه، درصد رس و سیلت هم بستگی معنی داری دارد. توابع انتقالی استخراج شده دقت بالایی در برآورد شدت نفوذ آب به خاک داشتند. هم چنین مشاهده شد که مقادیر شدت نفوذ اندازه گیری شده در روش استوانه مضاعف، به طور متوسط 2 تا 3 برابر شدت نفوذ در روش زمان ماندابی و 4 تا 5 برابر شدت نفوذ در روش نفوذسنج مکشی در بافت شن لومی و لوم رسی شنی بود. مقادیر نفوذ نهایی روش نفوذسنج مکشی به ترتیب در مکش های 2، 5 و 10 سانتی متر حدودا 4، 3 و 2 برابر سرعت نفوذ نهایی روش زمان ماندابی به دست آمد. هم چنین مقادیر نفوذ نهایی روش استوانه مضاعف 5 برابر شدت نفوذ نهایی روش زمان ماندابی بود. مقادیر هدایت هیدرولیکی اشباع محاسبه شده با استفاده از روش نفوذسنج مکشی به طور متوسط 5/1 برابر هدایت هیدرولیکی محاسبه شده روش استوانه مضاعف بود. هدایت هیدرولیکی روش زمان ماندابی به ترتیب 7/0 و 4/0 هدایت هیدرولیکی روش های استوانه مضاعف و نفوذسنج مکشی در خاک های مورد مطالعه بود. نتایج فوق لزوم تعدیل و تصحیح مقادیر نفوذ نهایی و هدایت هیدرولیکی حاصل از روش های استوانه مضاعف و نفوذسنج مکشی در طراحی سیستم های آبیاری بارانی را بیان می کند. از میان مدل های نفوذ بررسی شده در این پژوهش، مدل های هورتون و کوستیاکف بیشترین میانگین ضریب تبیین و مدل سازمان حفاظت خاک آمریکا کم ترین میانگین ضریب تبیین را داشتند . توصیه می شود برای طراحی سیستم های آبیاری بارانی در سطوح وسیع (بیشتر از صد هکتار)، از روش میدانی زمان ماندابی برای تعیین مقادیر شدت نفوذ استفاده شود. در سطوح کوچک (کمتر از صد هکتار)، مقادیر نفوذ با استفاده از روش های استوانه مضاعف و نفوذسنج مکشی تعیین و قبل از کاربرد به وسیله معادله های توسعه داده شده اصلاح وتعدیل شوند. واژه های کلیدی : نفوذ، استوانه مضاعف، نفوذسنج مکشی، زمان ماندابی، توابع انتقالی خاک، معادلات نفوذ

ارتقاء امنیت وب با وف بومی