عنوان

توزیع آب زیرسطحی از آبیاری قطره‌ای توصیف شده توسط تحلیل گشتاور با کاربرد دبی‌های مختلف

شماره

پ۲۵۰۳۵

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

توزیع آب زیرسطحی از آبیاری قطره‌ای توصیف شده توسط تحلیل گشتاور با کاربرد دبی‌های مختلف

نام نخستين پديدآور

سمیرا مسلمی

نام ناشر، پخش کننده و غيره

کشاورزی

تاریخ نشرو بخش و غیره

۱۴۰۰

نام خاص و کميت اثر

۱۰۳ص

مواد همراه اثر

سی دی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

کارشناسی ارشد

نظم درجات

مهندسی آب

زمان اعطا مدرک

۱۴۰۰/۰۵/۰۳

متن يادداشت

برای طراحی سیستم آبیاری قطره‌ای لازم است یک ترکیب مناسب از میزان تخلیه قطره‌چکان‌ها و فاصله بین آن‌ها برای هر مجموعه‌ای از شرایط خاک، محصول و شرایط آب‌وهوایی انتخاب شود. توزیع آب تحت تأثیرعوامل بسیاری ازجمله خصوصیات هیدرولیکی خاک، شرایط اولیه، میزان تخلیه قطره‌چکان، فراوانی کاربرد، خصوصیات ریشه و تبخیر‌تعرق قرار دارد. روش‌های متعددی برای ارزیابی مقادیر آب در خاک وجود دارند که این روش‌ها عموماً روش‌های ساده و مستقیمی هستند. مثلاً روش خشک کردن که به دلیل ساده‌گی وصحت آن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما این روش‌ها وقت‌گیر و پرزحمت هستند. روش‌های بعدی مبتنی بر حس‌گرها بوده که به دست آوردن توزیع مکانی مقادیر قابل توجه از آب خاک با استفاده از این حس‌گرها بسیار دشوار است. اما یک روش با کار آمد بالا، جامع و گسترده برای توصیف توزیع مکانی آب از طریق تحلیل گشتاور است. در واقع مقادیر آب موجود در یک سطح معین از خاک تابع مجموعه‌ای از ویژه‌گی‌های فیزیکی خاک است که تخمین آن نیازمند تعیین داده‌های گسترده‌ای می‌باشد که مجموعه این عوامل به صورت کلی می‌تواند با گشتاورهای درجه اول و دوم آب خاک بیان گردد. در این تحقیق به منظور بررسی گشتاور مقادیر آب توزیع شده توسط آبیاری قطره‌ای زیرسطحی با سه دبی 2، 4 و 6 لیتر بر ساعت در خاک لوم‌ شنی با مشخصات 70% شن، 18% سیلت و 12% رس با چگالی ظاهری 1.62 و چگالی واقعی 2.61 گرم بر سانتی متر مکعب و با هدایت هیدرولیکی اشباع 33 سانتی متر بر روز شبیه‌سازی توزیع آب در خاک توسط نرم افزار هایدروس دوبعدی انجام گرفت. در سه دبی به کار رفته با توجه به حجم ثابت 12 لیتر آب، محدوده مشخص و یکسانی از خاک برای شبیه‌سازی در نظر گرفته شد. شبکه‌بندی بهینه این محدوده با ابعاد 4*4 سانتی متر و به تعداد 26 سلول در امتداد هر محور (x و z) انجام گردید و 3956 گره حاصل شد که در هر گره میزان رطوبت در زمان‌های مختلف توسط نرم افزار هایدروس محاسبه گردید.سپس با استفاده از نتایج حاصله و مختصات گره‌ها، شبکه‌بندی دیگری در نرم افزار متلب برای محاسبات گشتاورها انجام پذیرفت. محاسبات گشتاورها با استفاده از روش‌های حل عددی انجام گردید. با استفاده از نرم افزار مقادیر آب موجود داخل هر سلول شبکه و فواصل مراکز آن سلول‌ها از محورهای مختصات لحاظ شد و گشتاور جرم آب توزیع شده نسبت به هر محور محاسبه گردید. با فرض اینکه پروفیل رطوبت حاصله زیر قطره‌چکان تقریبا به فرم بیضی است، براساس گشتاورهای جرم آب توزیع شده، بیضی معادل آن‌ها حول مرکز جرم رسم گردید. مختصات مرکز جرم آب توزیع شده به ازای زمان از طریق رابطه استخراجی با کاربرد گشتاورهای درجه اول حاصل می‌گردد که در فصل مربوطه به آن پرداخته شده است. لذا گشتاورهای درجه اول و دوم به ترتیب قابلیت بیان موقعیت مرکز جرم آب توزیع شده در خاک و نحوه توزیع آن نسبت به محورهای x و z را دارا بودند. بررسی‌های انجام یافته در این تحقیق نشان داد که می‌توان با یک رابطه ریاضی مقادیر آب توزیع شده (یعنی مقادیر M_00 حاصله به ازای دبی‌های مختلف در زمان‌های متفاوت) و جذر واریانس توزیع آب نسبت به مبدا مختصات σ_0 را به دست آورد. این رابطه نشان می‌دهد σ_0 بدون توجه به دبی کاربردی و زمان نظیر آن صرفا بر مبنای میزان رطوبت اضافه شده به خاک M_00 می‌تواند با دقت قابل قبولی به دست آید. برای نشان دادن قابلیت و دقت مدل پیشنهادی، توزیع رطوبت خاک برای مقادیر متفاوتی از دبی قطره‌چکان بررسی گردید و نتایج نشان داد که دقت مدل پیشنهادی در مقایسه با ارقام حاصل از نرم‌ افزار در حد مطلوب و قابل قبولی می‌باشد.

متن يادداشت

To design a drip irrigation system, it is necessary to select an appropriate combination of emitters discharge rate and the distance between them for each set of soil, crop and climatic conditions. Water distribution is influenced by many factors including soil hydraulic properties, initial conditions, emitter discharge rate, frequency of application, root characteristics and evapotranspiration. There are several methods for estimating the amount of water in the soil, which are generally simple and straightforward methods. For example, the drying method, which is used because of its simplicity and accuracy. But these methods are time consuming and laborious. Subsequent methods are based on sensors that make it very difficult to obtain the spatial distribution of a significant amounts of the soil water. But it is a highly efficient, comprehensive and extensive method for describing the spatial distribution of water through moment analysis. In fact, the amount of water in a given surface of the soil is a function of a set of physical properties of the soil, the estimation of which requires extensive data that the set of these factors in general can be expressed by the first and second degree moments of soil water. In this study, in order to investigate the moment of water distributed by subsurface drip irrigation with three flows rate of 2, 4 and 6 liter per hour in sandy loam soil with 70% sand, 18% silt and 12% clay with an bulk density of 1.62 and particle density 2.61 gr⁄〖cm〗^3 and with saturated hydraulic conductivity of 33 cm⁄day, simulation of water distribution in soil was performed by HYDRUS 2D software. At each of the three discharges rates applied with the constant water volume of 12 liters, a given domain of the soil section area was considered for the numerical simulation of the moisture distribution and its variation with time. The Optimal mesh of this domain with dimensions of 4 * 4 cm and 26 cells along each axis (x and z) had 3956 nodes and the amount of moisture at each node was calculated by Hydrus software. Then, using the obtained results and nodes coordinate, a network was performed in MATLAB software for moment calculation. Moments calculations were performed via the numerical solution methods. Accounting for the amounts of water inside the cells and the distances of cells, centers from the coordinate axes, the second order moment of the mass of water distributed around each axis was calculated. The soil moisture profile was determined using the amounts of these moments based on the approximation of the water distribution as elliptical shape which its relevant center was the same mass center of the distributed water in soil. The mass center of the distributed water in soil at each time was determined using the first order moment analysis. Therefore, the first and second degree moments, were able to express the position of the distributed water in soil and its mass center relative to x and z axes, respectively. According to the presented procedure in this study the distribution of water in soil could be performed by a mathematical relation between the values of M_00 obtained for different discharges at different times and the square root of the variance of water distribution reletive to the origin of the coordinates( σ_0). This relationship shows that σ_0 can be obtained with acceptable accuracy only based on the amount of moisture added to the soil〖 M〗_00, regardless of the applied flow rate and its duration. Also, the soil moisture distribution for a different inflow rate of the dripper was investigated and the results showed that the accuracy of the proposed model in comparison with the data obtained from the software was desirable and acceptable.

عنوان گونه گون

Subsurface Water Distribution from Drip Irrigation Described by Moment Analysis Using Different Inflow Rates

عنصر شناسه اي

‏مسلمی،

ساير عناصر نام

‏سمیرا

کد نقش

تهيه کننده

عنصر شناسه اي

‏ناظمی،

عنصر شناسه اي

اشرف صدرالدینی،

عنصر شناسه اي

‏صمدیان‌فرد،

ساير عناصر نام

امیرحسین

ساير عناصر نام

علی

ساير عناصر نام

‏سعید

تاريخ

استاد راهنما

تاريخ

استاد راهنما

تاريخ

استاد مشاور

عنصر شناسه اي

‏ تبریز