ارزیابی فنی و هیدرولیکی قطره‌چکان‌ها و بررسی کارآیی سامانه‌ی آبیاری قطره‌ای زیرسطحی در کشت نیشکر

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز و مدیر گروه آب و خاک (به‌زراعی) مؤسسه تحقیقات و آموزش

2 استاد دانشکده مهندسی علوم آب، گروه آبیاری و زهکشی دانشگاه شهید چمران اهواز

3 استاد دانشگاه شهید چمران، دانشکده مهندسی علوم آب، گروه آبیاری و زهکشی.

چکیده

برای اطمینان از کارکرد بهینه‌ی سامانه‌های آبیاری قطره‌ای، باید به‌صورت دوره‌ای عملکرد آن‌ها را مورد ارزیابی قرار داد. این پژوهش،باهدفارزیابیفنی و هیدرولیکیسامانهآبیاریقطره­ایزیرسطحی روی گیاه نیشکردرایستگاه پژوهشی مؤسسه تحقیقات و آموزش نیشکر خوزستان،درسال­های زراعی96-1395 و 97-1396،انجامشد.بدینمنظور،چهارلترال(ابتدایی،یک­سوم،دو­سوموانتهایی)، انتخابو رویهرلترالچهارقسمتابتدایی،یک­سوم،دو­سوموانتهاییمشخصشد. سپس،به­مدتسهدقیقه،حجمآبخروجیدرهرنقطهاندازه­گیری و پارامترهای ارزیابی سامانه محاسبه شد.نتایج ارزیابی قطره‌چکان‌ها در آزمایشگاه نشاندادکه ضریبتغییرات ساخت (Cv)،ضریب­یکنواختی (Cu)ویکنواختی پخش(Eu به­ترتیب 15% ، 90% و 84 درصد و مقادیر توان x و ضریب k در معادله دبی- فشار به­طور میانگین به‌ترتیب 043/0- و 41/2 بود. میانگین مقادیر ضریب یکنواختی (Cuیکنواختی ­پخش(Eu)، ضریب تغییرات دبی (Vqs) و ضریب یکنواختی­ آماری (Uqs)، طی دو فصل زراعی، به­ترتیب 2/89%، 8/87%، 3/10% و 7/89 درصد بود که بر اساس این نتایج، عملکرد سامانه به­طور کلی در محدوده خوب قرار می­گیرد. همچنین، با اندازه­گیری فشار در نقاط مختلف سامانه در اواسط فصل زراعی دوم، شاخص­های ارزیابی ASAEشامل Vqs، Uqs، ضریب تغییرات فشارVhs)) و عملکرد کلی قطره­چکان­ها (Vpf به­ترتیب 9%، 91%، 25% و 13 درصد بودند. به این ترتیب، سامانه‌ آبیاری مورد مطالعه از نظر عملکرد کلی قطره­چکان­ها و یکنواختی توزیع، در محدوده نسبتاً خوب و خوب قرار گرفت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Technical and Hydraulic Evaluation of Subsurface Emitters and Subsurface Drip Irrigation System Efficiency under Sugarcane Cultivation

نویسندگان [English]

  • ali Sheini Dashtegol 1
  • Saeed Boroomandnasab 2
  • A.Ali Naseri 3
1 Ph.D. student of irrigation and drainage of Shahid Chamran University of Ahvaz and Soil and Water Division manager, Khuzestan Sugarcane Research and Training Institute.
2 Professor at Faculty of Water Sciences Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz, Khuzestan, Iran
3 Professor, Irrigation and Drainage Group, Faculty of Water Sciences and Engineering, Shahid Chamran University, Ahvaz, Iran.
چکیده [English]

To ensure optimal operation of the drip irrigation system, it should be evaluated periodically. This research was conducted to evaluate the technical and hydraulic performance of subsurface drip irrigation system in sugar cane plantation in Sugar Cane Research and Training Institute of Khuzestan during growing seasons of 2016-2017 and 2017-2018. For this study, four laterals were selected in experimental field (the first, one third, two third and the last laterals) and four sections including the first, one third, two thirds, and the last were determined on each laterals. Then, the volume of effluent water was measured for three minutes at any measurement point and the system parameters were calculated. Results of the evaluation of the drippers in the laboratory showed that the manufacture's coefficient variations (Cv), coefficient of uniformity (Cu), and distribution uniformity (Eu), coefficients were 15%, 90%, and 84 percent and the values of the exponent x and the k coefficient in the discharge-pressure equation were, respectively, -0.043 and 2.41. Means of Cu, Eu, coefficient of flow variations (Vqs), and Uqs during two growing seasons were 89.2%, 87.8%, 10.3%, and 89.7 percent, respectively. Based on these results, system performance was generally good. Also, by measuring pressure at different points of the system in the middle of the second growing season, the ASAE assessment indicators including: Vqs, Uqs,Vhs, and Vpf were 9%, 91%, 25%, and 13 percent, respectively. Thus, in terms of the overall performance of the drippers and uniformity of distribution the studied irrigation system was considered to be relatively good to good.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Distribution Uniformity
  • Coefficient of variation
  • Manufacturer's coefficient of variation
  • Overall emitter performance
  1. ابراهیم­پور، م. 1390. بررسی و ارزیابی فنی سامانه­های آبیاری قطره­ای اجرا شده در استان کردستان. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان.  150 ص.
  2. باقری، ر.، حسام، م.، کیانی، ع و هزارجریبی، ا .1395. تعیین کارآیی سامانه آبیاری قطره­ای زیرسطحی (مطالعه موردی :باغ هلو و مرکبات شهرستان کردکوی). مجلهپژوهشآبایران، جلد 10 ، شماره 1، پیاپی 20 ، ص 78-69.
  3. قرچه، ش.، دلبری، م.، گنجی، ف. 1394. تأثیر کودآبیاری بر گرفتگی برخی قطره­چکان­ها در آبیاری قطره­ای، مجله آب و خاک (علوم و صنایع غذایی)، دوره 29، شماره 2. ص 273-263.
    1. ASAE standards. 2003. Field evaluation of micro irrigation systems. EP458. American Society of Agricultural Engineers, St. Joseph, 760−765.
    2. Asgari, A., Ejlali, F., Khairabi, J. and Hajjari, M. A. (2007). A Study of Emitter Clogging and Development of the Mathematical Relationship between Emitter Clogging and Water Quality. Irrigation toolbox, Chapter 8, (354- 362).
    3. Bush, A. Mohamed Elamin, A. B. Ali, A. and Hong, L. (2016). Journal of Environmental and Agricultural Sciences. 6(1), (64-68).
    4. Camp, C.R., E.J. Sadler and W.J. Busscher. 1997. A Comparison of uniformity measures for drip irrigation systems. Transaction of the ASAE, 40(4): 1013-1020.
    5. Capra, A. and B. Scicolone. 1998. Water quality distribution in drip/trickle irrigation systems. Journal of Agricultural - Engineering Research, 70: 355-365.
    6. Dehghanisanij, H., H.Anyoji, H. Riyahi, and W.Abou el Hasan. 2007. Effect of emitter characteristics and irrigation schemes on emitter clogging under saline water use. Journal of Arid Land Studies, 16(4): 225-233.
    7. Hezarjaribi, A., A.A. Dehghani,M. Meftah Helghi and A. Kiani. 2008. Hydraulic performances of various trickle irrigation emitters. J. Agronomy, 7: 265-271.
    8. I-Pai. Wu and J. Barragan, 2000. Design criteria for micro irrigation systems, parameters, Transactions of the ASAE, American Society of Agricultural engineers, vol. 43(5): 1145-1154.
    9. Keller, J. and R. D Blisner. 1992. Sprinkler and trickle Irrigation. Avi Book. Van No strand Reinhold, New York.
    10. Lamm, F.R., C.A. Storlie and J.D. Pitts. 1997. Field evaluation of microirrigation systems. Revision of EP-458. No. 972070.
    11. Li, J., Meng, Y., and Li, B. 2007. Field evaluation of fertigation uniformity as affected by injector type and manufacturing variability of emitters. Irrig. Sci. J. 25: 117-125.
    12. Pan, T., Li, H., Issaka, Z., and Chen, C. (2018). Effect of manifold layout and fertilizer solution concentration on. Agricultural Water Management. 200(1), (71–79).
    13. Pitts, D.J., D. Z. Haman and A. G. Smajstrla. 1990. Causes and prevention of emitter plugging in micro- Irrigation Systems. University of Florida. Bulletin: 258.
    14. Puig- Bargues, J., Arbat, G., Elbana, M., Duran- Ros, M., Barragan, J., Ramirez de Cartagena, F. and Lamm, F.R. (2010). Effect of flushing frequency on emitter clogging in microirrigation with effluents. Agricultural Water Management, 97(6), (883-891).
    15. Ranjan, A., Denis, D.M., Mishra, H. and Singh, I. (2018). Performance evaluation of drip irrigation under high density planting of papaya. Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry. 7(3), (2262-2270).
    16. Skaggs, T.H., T.J. Trout J., Šimůnek and P.J. Shouse. 2004. Comparison of HYDRUS-2D simulations of drip irrigation with experimental observations. J. Irrig. Drain. Eng. 130: 304–
    17. 310.
    18. Sadler, E. J., C. R. Camp and W. J. Busscher. 1995. Emitter flow rate changes caused by excavating
    19. Subsurface microirrigation tubing. In Proc. 5th Int. Microirrigation Cong., 763-768. St. Joseph, Mich.: ASAE.
    20. Saxena, C.K., Ramana Rao K.V., and Nayak, A.K. (2019). Evaluation and testing of machine installed subsurface drip laterals. International Journal of Chemical Studies. 7(3), (1966-1971).
    21. Zamaniyan, M., Fatahi R. and Broomandnasab, S., (2014). Field performance evaluation of micro irrigation systems in Iran. Soil and Water Res, 9(3), (135-142).