اصلاح مدل بیلان حجمی با بهبود عبارت ذخیره سطحی برای آبیاری جویچه ای

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی آب دانشگاه شهرکرد

چکیده

راندمان سیستمهای آبیاری سطحی در ایران بسیار پائین است. در صورتیکه بتوان پارامترهای مهم و موثر در طراحی
آبیاری سطحی، از قبیل فرصت نفوذ و زمان پیشروی را در ازای یک دبی مشخصبه خوبی برآورد کرد، میتوان
راندمان کاربرد این سیستم را به مقدار قابل توجهی افزایش داد. مدل بیلان حجمی یکی از مدلهای ساده و رایج در
طراحی و ارزیابی آبیاری جویچهای میباشد. با توجه به فرضیاتی که در مدل بیلان حجمی اعمال میشود دقت این مدل
در پیشبینی نتایج، کمتر از هیدرولیکی است. هدف از انجام این تحقیق اصلاح مدل بیلان حجمی و تعیین میزان دقت آن
در آبیاری جویچهای میباشد. مدل فوق از ترکیب مدل بیلان حجمی و عبارت مومنتم مدل اینرسی صفر استخراج شده
است که برای آبیاری نواری استفاده میشود. برای سنجش دقت این مدل در آبیاری جویچهای، از پنج دسته اطلاعات
مربوط به مزارع با بافت خاک و مشخصات مختلف استفاده شد. این اطلاعات شامل ضرایب هندسی و هیدرولیکی
جویچه، زمان پیشروی، دبی ورودی و خروجی جویچه، ضریب زبری مانینگ، شیب و ضرایب معادله نفوذ کوستیاکف
انجام شد. بر اساس (RMSE) در هر جویچه میباشد. ارزیابی مدل مذکور با استفاده از آماره جذر میانگین مربعات خطا
نتایج، اصلاح مدل بیلان حجمی باعث افزایش دقت تخمین مسافت پیشروی به میزان 15 تا 40 درصد، نسبت به مدل بیلان
حجمی متداول گردید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Improvement of the Volume Balance Model by Adjusting Water Surface Storage Term in Furrow Irrigation System

نویسندگان [English]

  • S Golestani-Kermani
  • SH Tabatabaei
  • M Shayannejad
چکیده [English]

Generally irrigation efficiency is reported too low in most fields of Iran. It can be increased when
the design input parameters such as infiltration opportunity and advance time are estimated
accurately. Volume balance model (VBM) is introduced as an appropriate model for evaluation of
the surface irrigation system and its application in designing the irrigation system. However, the
predicted values from this model are not strongly correlated to the hydraulic model due to the
model assumptions. The purpose of this research was to develop an improved volume balance
model (IVBM) for furrow irrigation system. The IVBM is based on a combination of the VBM and
the Zero-Inertia model (ZIM) that was used to desing border irrigation system. For evaluation of the
model, it used five series of field data with a differente range of soil texture and the field properties.
The data included geometric/hydraulics coefficients, advance time, inflow/outflow discharges,
Manning’s coefficient, bed slope and Kostiakov infiltration coefficient. The comparison of the
models (VBM and IVBM) has been done with root mean squared error (RMSE) with the observed
data. The result shows an increasing of 15-40% accuracy for advance distance estimation of IVBM
in comparison with the VBM.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Furrow irrigation
  • Surface storage
  • Improved volume balance model
طباطبائی سح، 1383 . تغییرات زمانی معادله نفوذ آب در آبیاری جویچهای متاثر از بافت خاک و مدیریت خاک. رساله
دکتری آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تهران.
عباسی ف، 1375 . تحقیق و مطالعه بر روی مدلهای آبیاری نواری و انتخاب بهینه. نشریه شماره 63 سازمان تحقیقات،
آموزشو ترویج کشاورزی.
گلستانی کرمانی س، 1386 . اصلاح مدل بیلان حجم با بهکارگیری عبارت مومنتم مدل اینرسی صفر برای آبیاری
جویچهای. پایان نامه کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی. دانشگاه شهرکرد.
مصطفیزاده ب و موسوی سف، 1375 . آبیاری سطحی (تئوری و عمل). انتشارات فرهنگ جامع.
Alazba AA and Strelkoff T 1965. Correct form of hall technique for border irrigation advance.
Journal of Irrig & Drain Eng, ASCE. 120(2):292-307.
Bassett DL Fangmeier DD and Strelkoff T, 1983. Hydraulics of surface irrigation. In ME Jensen
(ed.): Design and operation of farm irrigation systems, revised printing. ASAE, St. Joseph,
Michigan.
Davis J, 1961. Estimation rate of advance for irrigation furrow. Trans. ASAE 4: 52-57.
Elliott RL and Walker WR, 1982. Field evaluation of furrow infiltration and advance functions.
Trans ASAE 25: 396-400.
Esfandiari M, 1997. Evaluation of furrow irrigation models for south-east Australia. Ph.D.
Dissertation University of Western Sydney, Sydney, Australia.
20 شماره 2/ سال 1389 / 58 گلستانی، طباطبائی و ... مجله دانش آب و خاک / جلد 1
Esfandiari M and Maheshwari BL 1997. Field value of the shape factor for estimating surface
storage in furrow on a clay soil. Journal of Irrigation Science: 531-535.
Essafi B. 1983. A recursive volume balance model for continuous and surge flow irrigation. MS
thesis. Utah State University, Logan, Utah.
HallW.A.. 1956. Estimating irrigation border flow. Agric Eng in 37: 263-265
Holzapfel EA Marino MA and Chaves-morales J, 1984. Comparison and selection of furrow
irrigation model. Journal of AgriculturalWater Management. 9:105-125.
Owies T.Y. 1983. Surge flow furrow irrigation hydraulic with zero inertia. Thesis presented to Utah
State University, Logan, Utah. In partial fulfillment of the requirement for the degree of
Doctorate of Philosophy, 162 pp.
Renault D and Walender WW 1997. Surface storage in furrow irrigation evaluation. Journal of Irrig
& Drain Engin, ASCE. 123: 415-422.
Souza F. 1981. Non linear hydrodynamic model of furrow. Thesis presented to the University of
California, Davis, CA, In partial fulfillment of the requirement for the degree of Doctorate of
Philosophy, 172 pp.
Strelkoff T and Katopodes N, 1977. Border irrigation hydraulics with zero inertia. Journal of Irrig
& Drain Engin, ASCE. 125: 325-342.
Valiantzas JD 1997. Volume balance irrigation equation: Variation of surface shape factor. J Irrig &
Drain. Engin (ASCE), 123: 307–312.
Valiantzas JD 1994. Border advance using improved volume-balance model. Journal of Irrig &
Drain Engin, ASCE.119: 1006-1012.
Walker WR 2005 Multilevel calibration of furrow infiltration and roughness. J Irrig. & Drain Engin
(ASCE) 131: 129–136.
Walker WR and Humpherys A 1983. Kinematic wave furrow irrigation model. J of Irrig & Drain
Engin ASCE 109: 377-392.
Walker WR and Lee TS 1981. Kinematic wave approximation of surge furrow advance. Paper
812544, presented at the Winter Meeting of the ASAE, 15-18 Dec. Chicago, IL. 25 pp.
Walker WR and Skogerboe GV 1987. Surface Irrigation: Theory and Practice. Prentice-Hall,
Englewood Cliffs, New Jersey.