Đánh giá cảm biến mực nước để ước lượng kích thước của mực nước trong hệ thống tưới nhỏ giọt

Journal of Engineering and Applied Science - Tập 70 - Trang 1-9 - 2023
Rouhallah Fattahi Nafchi1, Milad Valiyari-Eskandari1, Hamid Raeisi Vanani1, Kaveh Ostad-Ali-Askari2,3, Abbas Bahrami1
1Water Engineering Department, College of Agriculture, Shahrekord University, Shahrekord, Iran
2Department of Civil Engineering, School of Engineering, American University in Dubai, Dubai, United Arab Emirates
3Department of Irrigation, College of Agriculture, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran

Tóm tắt

Để đạt được hiệu quả tiêu thụ nước hợp lý trong các hệ thống tưới nhỏ giọt, khoảng cách và lưu lượng của các ống nhỏ giọt cần phải phù hợp với các đặc tính thủy lực của đất và thời gian cũng như lượng nước tưới cho cây. Do đó, việc có thông tin chính xác về chiều rộng và chiều sâu của vùng đất được tưới (thể tích tưới) là rất cần thiết cho thiết kế, lập kế hoạch và quản lý đúng cách các hệ thống tưới nhỏ giọt. Mục tiêu của nghiên cứu này là để có được một tập hợp các mối quan hệ nửa kinh nghiệm cho việc ước lượng chính xác và đơn giản hơn về đường kính và chiều sâu của mặt tưới. Dữ liệu thực địa của các hệ thống tưới nhỏ giọt đã được thu thập bằng thiết bị phát hiện mặt tưới (WFD) được lắp đặt trong ba điều kiện khác nhau về kết cấu đất và lưu lượng 4 và 8 L/h. Do những vấn đề kỹ thuật và lỗi trong việc đo độ dẫn thuỷ lực bão hòa, mà đây là đại diện chính cho các thuộc tính của đất, các mối quan hệ được trình bày ở đây ước lượng kích thước của thể tích đất được tưới dựa trên thời gian thấm và thể tích nước lưu trữ trong bể chứa. Không cần đến độ dẫn thuỷ lực của đất. Các phương trình thu được trong nghiên cứu này dự đoán đường kính và chiều sâu của thể tích đất được tưới với hệ số tương quan lần lượt là 89% và 98%.

Từ khóa

#hệ thống tưới nhỏ giọt #cảm biến mực nước #khối lượng đất được tưới #độ dẫn thủy lực #kỹ thuật tưới tiêu

Tài liệu tham khảo

Abbas Palangi J, Akhond Ali AM (2008) A semi-empirical model for estimating the geometry of the wetting front under point source trickle irrigation. J Sci Technol Agric Nature Resour 12(44):85–96 Al-Ogaidi AAM, A Wayayok, MK Rowshon, AF Abdullah. 2016. Wetting patterns estimation under drip irrigation systems using an enhanced empirical model. Agricultural Water Management Volume 176 Pages 203–213 ISSN 0378–3774. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2016.06.002 Appels WM, R Karimi. 2021. Analysis of soil wetting patterns in subsurface drip irrigation systems – Indoor alfalfa experiments. Agricultural Water Management Volume 250 106832 ISSN 0378–3774. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2021.106832 Ayars JE, Fulton A, Taylor B (2015) Subsurface drip irrigation in California-here to stay? Agriculture Water Management. pp 39–47 (In Press) Biswas TK, Schrale G, Stirzaker R (2008) New tools and methodologies for in situ monitoring of root zone salinity and leaching efficiency under drip and sprinkler irrigation. Acta Hort 79:115–122 Ibragimov N, M Avliyakulov, N Durdiev, SR Evett, F Gopporov, N Yakhyoeva. 2021. Cotton irrigation scheduling improvements using wetting front detectors in Uzbekistan. Agricultural Water Management Volume 244 106538 ISSN 0378–3774. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2020.106538 Karimi B, P Mohammadi, H Sanikhani, SQ Salih, ZM Yaseen. 2020. Modeling wetted areas of moisture bulb for drip irrigation systems: an enhanced empirical model and artificial neural network. Computers and Electronics in Agriculture Volume 178 105767 ISSN 0168–1699. https://doi.org/10.1016/j.compag.2020.105767 Khanmohamadi N, Besharat S (2013) Simulating wetting front in drip irrigation using HYDRUS-2D. Journal of Water and Soil Resources Conservation 2(4):15–27 Koo RCJ, Tucker DPH (1975) Soil moisture distribution in citrus groves under drip irrigation. Citrus Industry 56:12–17 Malek K, Peters RT (2011) Wetting pattern models for drip irrigation: new empirical model. Irrigation and Drainage Engineering 37:230–237 Mirzaei F, Liaghat AM, Sohrabi TM, Omid M (2005) Simulation of the wetting front from a linear source in tape irrigation systems. Journal of Agricultural Engineering Researchs 6(23):53–66 Naglic B, Kechavarzi C, Coulon F, Pintar M (2014) Numerical investigation of the influence of texture, surface drip emitter discharge rate and initial soil moisture condition on wetting pattern size. Irrigation Sci 6:421–436 Nazari E, S Besharat, K Zeinalzadeh, A Mohammadi. 2021. Measurement and simulation of the water flow and root uptake in soil under subsurface drip irrigation of apple tree. Agricultural Water Management Volume 255 106972 ISSN 0378–3774 https://doi.org/10.1016/j.agwat.2021.106972 Peter J, Thorburn J, Cook F, Bristow LK (2003) Soil-dependent wetting from trickle emitters: implications for system design and management. Irrigation Sci 22:121–127 Philip JR (1984) Travel time for buried and surface infiltration point source. Water Res 60(7):77–74 Rahimzadegan R (1977) Water movement in field soil from a point source. Master of Science thesis, Utah State University, Logan, Utah, USA, pp 78–83 Roth RL (1974) Soil moisture distribution and wetting pattern from a point source. Proceedings of 6nd international drip irrigation congress, California (642–620) Schwartzman M, Zur B (1986) Emitter spacing and geometry of wetted soil volume. Irrigation drainage Engineering ASCE 112:242–253 Shiri J , B Karimi, N Karimi, MH Kazemi, S Karimi. 2020. Simulating wetting front dimensions of drip irrigation systems: Multi criteria assessment of soft computing models. Journal of Hydrology Volume 585 124792 ISSN 0022–1694. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2020.124792 Skaggs TH, Trout TJ, Rothfuss Y (2010) Drip irrigation water distribution patterns: effects of emitter rate, pulsing, and antecedent water. Soil Sci 74:112–132 Solat S, F Alinazari, E Maroufpoor, J Shiri, B Karimi. 2021. Modeling moisture bulb distribution on sloping lands: Numerical and regression-based approaches. Journal of Hydrology Volume 601 126835 ISSN 0022–1694. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2021.126835 Stirzaker RJ, Hutchinson PA (2005) Irrigation controlled by a Wetting Front Detector: field evaluation under sprinkler irrigation. Australia Soil Research 43:935–943 Stirzaker RJ, TC Maeko, JG Annandale, JM Steyn, GT Adhanom, T Mpuisang. 2017. Scheduling irrigation from wetting front depth. Agricultural Water Management Volume 179 Pages 306–313 ISSN 0378–3774. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2016.06.024 Subbaiah R (2011) A review of models for predicting soil water dynamics during trickle irrigation. Irrigation Sci 30(3):662–621 Thabet M, Zayani Kh (2008) Wetting patterns under trickle source in a loamy sand soil of south Tunisia. Agriculture Environment Sci 3:38–42