Skip to main content
SUPERVISOR
Jahangir Abedi-Koupai,Behrouz Mostafazadehfard,Esmaeel Landy
جهانگیر عابدی کوپائی (استاد راهنما) بهروز مصطفی زاده فرد (استاد مشاور) اسماعیل لندی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Elham Mohri Esfahani
الهام مهری اصفهانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385

TITLE

Reduction of Irrigation Water EC Using Nano Particles in Porous Media of Sand Filter in Trickling Irrigation System
Two-thirds of the Iranian territory amounting to around 1,046,466 km 2 is characterized by (semi-)arid climates. Additionally, a vast area between 15 to 35 million ha is salt land while thousands of salt land is also added annually. This situation warrants a deeper understanding of water and salt soil as well as optimum methods of their exploitation. A solution to the water shortage during droughts is desalination. A most appropriate method to increase irrigation efficiency and to combat water crisis is the use of pressurized irrigation systems. Trickle irrigation has great differences with other irrigation systems in that it only spreads water over a small area around the plant. The most formidable problem in trickle irrigation systems is the clogging of emitters. The major cause of this is the presence of mineral and organic salts in water. The best to combat emitter clogging is the installation of filters at the water inlet so that such materials are prevented from entering the irrigation system. Obviously, cleaning the emitter or replacing them is associated with great costs and labor. The application of nanotechnology in the trickle irrigation systems may be considered to reduce the problem. The advantages include faster and less expensive cleaning compared to current practices. These primarily stem from their better reactions, specific area, better transfer, subsurface transfer, and nanomaterials complexing properties. In order to reduce the EC of the irrigation water, the rice husk and almond shells ashes were used in the present study, of two different mili- and nano- particle sizes with 10% and 20% particle volume percents in a sand filter used in the trickle irrigation system. Two inlet discharge rates into the sand medium of 3 m 3 /hr and 6.1 m 3 .hr were assumed for the purposes of this study. The results revealed that using rice husk nanoparticles (with a volume percent of 20% and an inlet discharge rate of 6.1 m 3 /hr ) reduced the average EC by 94.42%. Almond shell ash compared to rice husk ash led to changes in water acidity, which is due to the higher temperature caused by the almond shell ash than that by rice husk ash. The nanoparticles also showed a better performance in reducing cations and anions when compared to miliparticles. The 10% volume percent of absorbers in the porous medium showed a better trend in EC reduction than 20% volume percent in the filter. EC reduction rate was higher during the first 20 minutes of the experiment, which reached a steady state equilibrium after 40 minutes. The EC reduction rate in the water passing through the filter containing almond shells ash and at a rate of 6.1 m 3 /hr was better while rice husk ash required more turbulence for EC reduction. The results also showed that EC variations reduced by 81.5% and 92.5%, respectively, with rice husk and almond shell ashes.
ایران جزو کشورهایی است که حدود دو سوم وسعت آن را اقلیم های خشک و نیمه خشک با مساحتی بالغ بر 1046466 کیلومتر مربع در بر می گیرد. با اینکه سطح وسیعی از کشورمان یعنی بین 35-15 میلیون هکتار را اراضی شور می پوشاند و هر ساله هزاران هکتار بر مساحت این خاک ها نیز افزوده می شود، آشنائی بیشتر به مشکلات آب و خاک شور و چگونگی بهره برداری تحت شرایط و محیط شور، مسئله ای بسیار حائز اهمیت است. یکی از راه حل های مواجه با مسئله کمبود آب در خشکسالی ها فرآیند شوری زدایی می باشد. در حال حاضریکی از مناسب ترین روشها برای افزایش راندمان آبیاری و مقابله با بحران آب استفاده از آبیاری تحت فشار و از جمله آبیاری قطره ای است. آبیاری قطره ای تفاوت فاحشی با دیگر سیستم های آبیاری دارد، زیرا در این سیستم فقط مساحت بسیار محدودی از اطراف گیاه آبیاری می شود. مشکل ترین مسأله در آبیاری قطره ای انسداد قطره چکان هاست. عمده ترین دلیل بسته شدن قطره چکان ها، وجود املاح معدنی و آلی در آب است. بهترین روش مقابله، نصب فیلتر در محل ورودی آب است تا از ورود این گونه مواد جلوگیری و یا از تشکیل این مواد در درون سیستم جلوگیری کند، زیرا تمیز کردن و یا عوض کردن قطره چکانهای مسدود شده بسیار گران تمام می شود. یکی از راه حل ها کاربرد فناوری های نوین از جمله فناوری نانو در فیلتر شنی سیستم آبیاری قطره ای است. مزایای استفاده از نانو مواد برای پالایش محیط زیست سریعتر و ارزان تر از روش های رایج فعلی است. این مزیت ها ناشی از واکنش بهتر، سطح ویژه، انتقال بهتر، انتقال زیر سطحی و یا ویژگی کمپلکس سازی نانو مواد است. در این تحقیق به منظور کاهش EC آب آبیاری، از خاکستر بقایای گیاهی پوسته شلتوک و پوسته بادام، در دو اندازه میلی ذرات و نانو ذرات با دو سطح حجم ذرات 10 و 20 درصد ، درفیلتر شنی سیستم آبیاری قطره ای استفاده شد. دبی ورودی به محیط متخلخل فیلتر شن دارای دو سطح m 3 /hr 3 و m 3 /hr 1/6 در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد،، با کاربرد نانو ذرات پوسته شلتوک (با 20 درصد حجم و m 3 /hr 1/6 دبی ورودی به سیستم) میانگین EC ، 42 /94% کاهش می یابد. خاکستر پوسته بادام نسبت به خاکستر پوسته شلتوک باعث افزایش تغیییرات در اسیدیته آب شد که به علت درجه حرارت تولید خاکستر پوسته بادام نسبت به پوسته شلتوک است. نانو ذرات نیز در کاهش کاتیون و آنیون های موجود در آب عملکرد بهتری را نسبت به میلی ذرات نشان دادند. حجم 10 درصدی جاذب ها در محیط متخلخل روند بهتری از کاهشی یون ها را در فیلتر نشان دادند. سرعت کاهش EC در 20 دقیقه ابتدایی آزمایش بیشتر بود و بعد از 40 دقیقه به تعادل نزدیک شد. سرعت کاهش EC آب عبوری از فیلتر شامل خاکستر بقایای گیاهی پوسته بادام با m 3 /hr 1/6، بهتر عمل می کند اما پوسته شلتوک نیاز به دبی کمتر برای کاهش EC دارد. به طور کلی کاربرد خاکستر پوسته شلتوک و خاکستر پوسته بادام باعث کاهش EC آب به مقدار 5/81 و 5/92 درصد شد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی