شبيه سازي الگوي توزيع رطوبت و تبخير در آبياري قطره اي زيرسطحي در يك خاك شني

Modeling Water Distribution Pattern around Subsurface Drippers in a Sandy Soil and Estimation of Evaporation in such Systems

علاقه به استفاده از سامانه هاي آبياري زير فشار به دليل كمبود منابع آب و بالا بودن بازده ي مصرف آب در اين سامانه ها، در سالهاي اخير به صورت فزاينده اي افزايش يافته است. از جمله اين روشها، كه اخيراً در مناطق خشك ايران جهت آبياري باغهاي پسته مورد استفاده قرار مي گيرد، سامانه ي آبياري قطره اي زير سطحي است. طراحي و مديريت صحيح اين سامانه ها مستلزم آگاهي از نحوه توزيع رطوبت در خاك است. در اين تحقيق كارايي شبيه عددي HYDRUS-2D ، كه قادر به شبيه سازي حركت آب، املاح، و گرما در شرايط اشباع و غير اشباع مي باشد، جهت شبيه سازي توزيع رطوبت در خاك در زمانهاي مختلف زير قطره چكان زير سطحي واقع در عمق 30 سانتي متري در مزرعه اي با خاك شني، بررسي شده است. همچنين، تاثير متغيرهاي مختلف از جمله مقادير متفاوت بده ( 2 و4 ليتر در ساعت) و كاربرد خاكپوش ( خاكپوش پلاستيك) بر الگوي رطوبت نيز مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان دادند كه شبيه توانسته است روند تغييرات را مشابه آنچه درنيمرخ خاك رخداده شبيه سازي كند (92/0R2=)، البته با حداكثر خطاي 0.0192RMSE= به ازاي 24 ساعت پس از پايان آبياري. همچنين، افزايش در مقدار بده به ازا يك حجم ثابت آب آبياري نه تنها باعث افزايش توزيع رطوبت در خاك نشد، بلكه به دليل كاهش ابعاد ناحيه ي رطوبتي منجر به كاهش فاصله لوله فرعي و بالا رفتن هزينه نصب سامانه گرديد. وجود پوشش پلاستيكي به عنوان خاكپوش، با توجه به نوع بافت خاك منطقه توانست با ثابت نگه داشتن تغييرات رطوبت و كاهش اختلاف مكش در لايه هاي سطحي و عمقي مانع از هدر رفتن آب از طريق تبخير گردد.

Water scarcity and the need to obtain the highest water use efficiency have encouraged installation of subsurface drip irrigation systems in the pistachio orchards in the hyper-arid southeastern I.R. Iran. As the economics dictate system design optimization, the water distribution pattern around drippers should be determined accurately. We used the highly regarded HYDRRUS-2D software, which simulates water, salt and heat transport under both saturated and under saturated conditions both during and after termination of irrigation, to estimate water distribution pattern around drippers installed at a depth of 30 cm in a sandy soil. Plastic mulching was also included in the treatments. The discharge rates were 2 and 4 liters per hour. The model satisfactorily simulated water redistribution in the soil profile 24 hours after irrigation termination (R2=0.92, RMSE=0.0192). Increasing the discharge to 6 liters per hour resulted in the reduction of the wetted bulb diameter. This will entail a reduction in the lateral spacing, thus an increase in the cost of the irrigation system. Covering the area above the drippers with plastic mulch reduced potential evaporative losses due to maintaining a higher relative humidity under the cover.