ويژگي هاي هيدروليكي كپسول هاي سفالي سامانه آبياري زيرسطحي در سه بافت خاك

Hydraulic Characteristics of Porous Clay Capsules in a Subsurface Irrigation System at Three Soil Textures

با توجه به ابعاد جهاني كم آبي، به ويژه در مناطق خشك و نيمه خشك جهان، كميته بين‌المللي آبياري و زهكشي (ICID) در هشتمين كنگره بين‌المللي آبياري ميكرو سال 2011 در ايران، توسعه روش‌هاي آبياري ميكرو زيرسطحي را به عنوان جهت‌گيري جهاني، توصيه كرده است. در سال هاي اخير به دليل وجود خشكي و بروز خشكسالي هاي متعدد در كشور، روش آبياري زيرسطحي سفالي مورد توجه كشاورزان، كارشناسان و محققان قرار گرفته است. اگرچه اين روش آبياري، سنتي است و نسبت به ساير روش هاي آبياري زيرسطحي مزايا و معايب خاص خود را دارد، اما به نظر مي رسد بتوان با تغييرات و تمهيداتي در مكانيزم اين روش آبياري، كاربردهاي مناسبي براي آن در كشور توصيه كرد. در سيستم آبياري زيرسطحي سفالي، چگونگي عملكرد هيدروليكي كپسول هاي سفالي يكي از عوامل اصلي تعيين كننده كارآيي سيستم است. در اين پژوهش، دو رابطه يكي آبدهي-زمان و ديگري آبدهي- فشار كپسول هاي سفالي ارايه شده اند كه در سيستم آبياري زيرسطحي استفاده مي شوند. اين آزمايش ها در سه نوع بافت متفاوت خاك لوم شني، لوم رسي سيلتي و رسي سيلتي و در شرايط صحرايي اجرا شده است. سيستم آزمايشي در قالب طرح اسپليت پلات با بلوك هاي كاملا تصادفي طراحي و اجرا شد. كرت اصلي شامل سه بافت خاك و كرت فرعي شامل سه فشار كاركرد حاصل از ارتفاع هاي متفاوت آب سفال با سه تكرار در نظر گرفته شد. نتايج اندازه گيري طي سه ماه و با سه فشار حاصل از دو، سه و چهار متر ارتفاع آب نشان مي دهد كه آبدهي روزانه سفال به طور معني داري تحت تاثير بافت خاك قرار مي گيرد. همچنين، فشار كاركرد سفال تاثير معني داري در آبدهي سفال در هر سه خاك دارد. نتايج اندازه گيري رابطه آبدهي- فشار كپسول هاي سفالي با هفت فشار كاركرد 5/1، 2، 5/2، 3، 5/3، 4 و 5/4 متر حاصل از ارتفاع آب در هر سه نوع خاك طي مدت دو هفته نشان مي دهد كه بين اين دو عامل طراحي سيستم آبياري، رابطه غيرخطي (تواني) برقرار است و بهترين فشار كاركرد كپسول سفالي براي هر سه خاك فشاري است كه از ارتفاع ، 4- 5/3 متر آب به دست مي آيد.

The latest recommendations of the International Commission on Irrigation and Drainage from the 8th Micro-irrigation Congress held in 2011 in Iran was to develop a global orientation for subsurface micro-irrigation methods. The congress focused attention on the international dimensions of water scarcity, especially in arid and semi-arid regions of the world. Aridity and the cumulative effect of successive droughts in Iran have made the clay subsurface irrigation system of concern to farmers, experts, and researchers. Although this irrigation method is traditional and has both advantages and disadvantages over other subsurface micro-irrigation methods, with modification to its mechanism, it can be a suitable application for Iran. The hydraulic properties of porous clay capsules have a major effect on the performance of clay subsurface irrigation systems. The present study determined the relationship between seepage rate-time and seepage rate-hydrostatic pressure of porous clay capsules used in clay subsurface irrigation systems. The experiments examined three soil textures (sandy loam, silty clay loam, silty clay) under actual field conditions on the large scale. They were conducted as a randomized complete block design with a split plot layout and three replications. The results obtained over three months of operation at 2, 3 and 4 m of hydrostatic pressure show that the daily seepage rate of porous clay capsules were significantly affected by soil texture. In addition, the effect of operating pressure on the seepage rate of porous clay capsules in the three soils was significant. Also, the results of testing of seepage rate-hydrostatic pressure over a two-week period for the three soil types showed a nonlinear relationship (power) between the two irrigation system design factors. The best hydrostatic pressure for porous clay capsules in the three soil textures was 3.5-4 m.