جهت انجام مدل سازی در شرایط آزمایشی مختلف، با توجه به معلوم بودن مشخصه های هندسی مجاری جریان در آبپاش، مقادیر فشار و سرعت جریان در مسیر عبوری از نازل تا برخورد به پد مقابل و در ادامه تا لحظه جدا شدن از پد توسط نرم افزار فلوئنت شبیه سازی شد. بدین منظور پس از تعیین بهترین شبکه از لحاظ تعداد المان، 4 مدل آشفتگی برای هر دو حالت آزمایشی مورد شبیه سازی قرارگرفت. سپس با استفاده از روش عکسبرداری دیجیتال، مشخصات هیدرودینامیکی قطرات پخش شده در هوا شامل قطر، سرعت و زاویه قطره در فواصل مختلف نسبت به آبپاش تعیین گردید. با استفاده از این مشخصات و حل عددی معادلات بالستیک، مسیر پرتابی قطرات مذکور و نیز سرعت اولیه و زاویه اولیه حاصل گردید. در نهایت با استفاده از مشخصه های جریان حاصل از مدل بالستیک، نتایج حاصل از مدل فلوئنت مورد ارزیابی قرار گرفت که به طور متوسط مقدار خطای نسبی کمتر از 2 درصد را نشان می دهند. نتایج بدست آمده نشان داد که مدل بالستیک در مدل سازی مسیر پرتابی از قابلیت بالایی برخوردار بوده و نیز مدل عددی cfd در شبیه سازی جریان آزاد بر روی پد دقت بالایی داشته که از ترکیب این دو مدل می توان در مدل سازی آبپاش های مشابه بهره برد.

هدف اصلی در بهره برداری یک سیستم آبیاری، توزیع یکنواخت آب در سراسر مزرعه با حداقل رواناب می باشد. سیستم های آبیاری سنترپیوت اغلب به علت عدم انطباق شدت پخش های بالا با نفوذ پذیری خاک، دچار مسائل رواناب می گردند. برای حل چنین مسائلی، داشتن اطلاعات کافی از مشخصات نفوذ خاک و فاکتور های موثر بر شدت نفوذ، ضروری است. اما استفاده از نفوذ سنج حلقه ی مضاعف برای اندازه گیری پارامتر های نفوذ در سیستم های سنترپیوت روش دقیقی نیست، زیرا شرایط نفوذ آب به خاک در حلقه ی مضاعف با شرایط واقعی در زیر آبپاش های سنترپیوت کاملا متفاوت است. هدف این تحقیق، ارزیابی پارامترهای نفوذ در شرایط واقعی در زیر آبپاش سیستم سنترپیوت می باشد که برای این منظور از یک حلقه ی خروجی دار که شدت نفوذ و رواناب را در حین آزمایش اندازه گیری می کند استفاده شده است. آزمایش ها برروی دو نوع آبپاش (ldn و i-wob) در سه فشار کارکرد (15،20و25 پی اس آی)، دو ارتفاع آبپاش (6/1 و 2 متر) و در سه تکرار بر روی خاک لوم شنی از اراضی تحت فشار ایستگاه تحقیقاتکشاورزی دانشگاه تبریز انجام شد. مقایسه ی نتایج بدست آمده از روش نفوذسنجی حلقه ی خروجی دار با روش حلقه ی مضاعف نشان داد که مقادیر شدت نفوذ و نفوذتجمعی در روش حلقه ی مضاعف به طور متوسط دو برابر روش حلقه ی خروجی دار است. بنابراین می توان نتیجه گرفت که کاربرد روش نفوذسنجی حلقه ی مضاعف در سیستم آبیاری سنترپیوت موجب برآورد بیشتر نفوذ گردیده و در نتیجه سبب ایجاد رواناب خواهد شد. با بررسی نتایج مشاهده گردید که آبیاری با فشار کارکرد 25 پی اس آی و ارتفاع آبپاش 6/1 متر کمترین مقادیر ضخامت و مقاومت سله را موجب شده در نتیجه بیشترین میزان نفوذ و حداقل رواناب را نتیجه میدهد. هم چنین نتایج بررسی نشان داد که درصد آب نفوذیافته نسبت به آب پخش شده در آبپاش i-wobبیشتر از آبپاشldn بوده و در نتیجه مقادیر رواناب و ضخامت و مقاومت سله در آبپاش i-wob کمتر از آبپاش ldn است.

کاهش تلفات آب به دلیل افزایش ضریب یکنواختی در سیستم های آبیاری بارانی مستلزم انتخاب فواصل و آرایش مناسب برای قرارگیری آبپاش ها می باشد. در تحقیق حاضر به منظور تعیین فواصل و آرایش مناسب آبپاش ها، آزمایش الگوی توزیع آبپاش منفرد طبق استانداردهای iso 7749,2، asae s398.1 و iso 8026 بر روی سه آّبپاش vyr 35، iriline 30 و rainbird 40b صورت گرفت و پس از لحاظ نمودن همپوشانی الگوهای توزیع آبپاش های مجاور، ضرایب یکنواختی محاسبه گردید. همچنین برای تحلیل اقتصادی هزینه های آب و انرژی و سرمایه گذاری اولیه در طول عمر مفید سیستم، یک سیستم آبیاری بارانی کلاسیک ثابت با آرایش ها و فواصل متفاوت آبپاش ها مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت فواصل و آرایش مناسب برای استقرار آبپاش ها نسبت به سرعت های باد به گونه ای تعیین شد که علاوه بر دارا بودن یکنواختی مطلوب، از نظر اقتصادی نیز بهینه باشند. نتایج حاکی از آن است که آرایش مربعی از نظر ضریب یکنواختی و آرایش مستطیلی از نظر اقتصادی بهینه ترین آرایش برای آبپاش ها می باشد. همچنین با افزایش سرعت باد، میزان هزینه ناشی از آب و انرژی افزایش چشمگیری نشان داد. به طورمثال در آبپاش vyr 35 افزایش سرعت باد از محدوده 0-2 متر بر ثانیه تا بیش از 4 متر بر ثانیه، سبب گردید تا راندمان بطور متوسط 5/14 درصد کاهش، و میزان حجم آب مصرفی و هزینه انرژی 8/49 درصد افزایش یابد.

استفاده رو به افزایش از آبیاری قطره ای به عنوان روشی برای بهبود پایداری سیستم های آبیاری در سراسر دنیا شناخته شده است. با این حال، ویژگی های انتقال آب و مواد محلول و مشخصه های پروفیل خاک، اغلب به اندازه کافی در طراحی و مدیریت سیستم های آبیاری قطره ای در نظر گرفته نمی شوند. سیستم های آبیاری قطره ای زیرسطحی به منظور استفاده موثرتر از آب و به عنوان یک روش بسیار دقیق هم در انتقال آب و مواد غذایی به مکان های دلخواه خاک و هم در تعیین زمان و تناوب کاربرد آب برای رشد بهینه گیاه به طور فزاینده در کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرند. طراحی و مدیریت مناسب سیستم های آبیاری قطره ای زیرسطحی برای افزایش بازده استفاده از آب و کود و در عین حال کاهش تلفات آب به علت تبخیر، نیازمند اطلاع از توزیع دقیق آب اطراف قطره چکان ها می باشد. در چند دهه اخیر، مطالعاتی برای توصیف جریان آب از منابع نقطه ای و خطی در خاک برای طراحی و مدیریت سیستم های آبیاری قطره ای سطحی و زیرسطحی صورت گرفته است، اما نحوه توزیع آب بین دو قطره چکان کم تر مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق، آزمایش های میدانی در اراضی ایستگاه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز در یک خاک لوم شنی به منظور تعیین ابعاد پیشروی جبهه رطوبتی و توزیع رطوبت خاک اطراف و فاصله بین دو قطره چکان در سیستم های آبیاری قطره ای زیرسطحی انجام و پیشروی جبهه رطوبتی در محل قطره چکان و بین دو قطره چکان مجاور در آرایش لترال منفرد و لترال مضاعف آبیاری قطره ای زیرسطحی توسط مدل هایدروس شبیه سازی شد. به علت تراکم بسیار بالای خاک مورد مطالعه کاربرد سیستم آبیاری قطره ای زیرسطحی با مشکل رسیدن آب به سطح خاک در ساعات اولیه آبیاری مواجه شد. بنابراین جهت از بین بردن لایه های متراکم، خاک مورد آزمایش به عمق 1 متر حفر و دوباره پر شد تا اثر لایه های متراکم به حداقل برسد. پارامترهای مدل ون گنوختن با استفاده از مدل رُزتا تعیین گردید و شبیه سازی های عددی توزیع رطوبت خاک در آبیاری قطره ای زیرسطحی با در نظر گرفتن دو نوع هندسه (1) سیستم کاملا سه بعدی و (2) سیستم دو بعدی صفحه ای تقریبی انجام شد. ابعاد جبهه رطوبتی و مقادیر حجمی رطوبت مشاهداتی با نتایج حاصل از شبیه سازی های دو بعدی و سه بعدی مدل هایدروس مقایسه شدند. برای مقایسه ابعاد جبهه رطوبتی مشاهداتی و شبیه سازی شده توسط هایدروس دو بعدی و سه بعدی در محل قطره چکان، فواصل شعاعی مرز پیاز رطوبتی از محل قطره چکان در زوایای مختلف از محل قطره چکان محاسبه شدند. برای تعیین دقت شبیه سازی ها در صفحه ای موازی لترال بین دو قطره چکان نیز فواصل عمودی مرز پیاز رطوبتی رو به بالا و رو به پایین از محل قطره چکان محاسبه گردید. نتایج نشان دادند که مدل هایدروس سه بعدی با داشتن مقادیر میانگین rmse کم تر و ce بیش تر نسبت به هایدروس دو بعدی از کارآیی بهتری در شبیه سازی ابعاد پیشروی جبهه رطوبتی در محل و بین دو قطره چکان برخوردار است. همچنین به منظور مقایسه بیشتر توانایی هایدروس دو بعدی و سه بعدی در شبیه سازی توزیع رطوبت خاک در آبیاری قطره ای زیرسطحی، شبیه سازی های عددی بیشتری با در نظر گرفتن مقدار آب کاربردی کم تر به مدت طولانی تر برای آرایش لترال منفرد آبیاری قطره ای زیرسطحی انجام شد. به این منظور آرایش متداول لترال ها و قطره چکان ها در آبیاری قطره ای زیرسطحی گیاه ذرت در نظر گرفته شد. شبیه سازی ها برای خاک فرضی برای دو هندسه جریان دو بعدی تقریبی و کاملا سه بعدی به مدت 24 ساعت پس از شروع آبیاری انجام شد. نتایج شبیه سازی ها در زمان های مختلف 2 تا 24 ساعت پس از شروع آبیاری و در دو عمق نصب قطره چکان با هم مقایسه شدند. نتایج نشان داد که با افزایش زمان آبیاری و تنها در مراحل پایانی نفوذ زمانی که جبهه های رطوبتی دو قطره چکان مجاور کاملا ادغام شده و جریان آب بین دو قطره چکان به حالت یکنواخت می رسد فرض دو بعدی بودن جریان صحیح می باشد. در نهایت می توان گفت مدل هایدروس یک ابزار بسیار قوی و مفید برای شبیه سازی ابعاد جبهه رطوبتی و توزیع رطوبت خاک در آبیاری قطره ای زیرسطحی می باشد.

آبیاری سطحی رایج ترین روش آبیاری در جهان می باشد. از بین روش های آبیاری سطحی، روش آبیاری جویچه ای متداول-ترین روش در آبیاری گیاهان زراعی ردیفی به شمار می رود. هزینه اولیه کم، اجرای آسان و عدم نیاز به دستگاه های مکانیزه و پیچیده، کشاورزان را مجبور به استفاده از این سیستم ها نموده است. لذا مطالعه و بررسی این سیستم ها در راستای افزایش راندمان آبیاری، امری مهم و اجتناب ناپذیر به حساب می آید. در این راستا مطالعه مکانیزم حرکت آب در خاک و همچنین توزیع رطوبت در خاک کمک موثری برای درک سیستم های آبیاری و در نتیجه افزایش راندمان آبیاری خواهد کرد. در این تحقیق به منظور مطالعه نحوه ی حرکت آب در خاک و تغییرات رطوبت در خاک، ابتدا آزمایشات آبیاری جویچه ای در زمین های تحقیقاتی خلعت پوشان دانشگاه تبریز انجام گرفت. در این آزمایشات سه سری جویچه ی آبیاری احداث شد که هر سری شامل 4 عدد جویچه بود. طول جویچه ها 60 متر و فاصله ی آنها از هم 5/0 متر بود. پارامتری که در حین این سه آزمایش تغییر کرد دبی ورودی بود طوری که مقدار آن از 4/0 تا 6/1 لیتر بر ثانیه در این آزمایشات متغیر بود. سطح مقطع جویچه ها یک بار قبل از آبیاری و یک بار بعد از آبیاری اندازه گیری شد. قبل از آبیاری برای تعیین رطوبت اولیه در یک نقطه در وسط مزرعه و از چهار عمق با استفاده از آگر نمونه ی رطوبتی برداشته شد. آب به مدت 60 دقیقه به داخل این جویچه ها هدایت شد. زمان های پیشروی آب در خاک و همچنین پسروی آب بعد از قطع جریان یادداشت گردید. در حین آبیاری مقدار جریان ورودی به جویچه ها و همچنین جریان خروجی از جویچه ها با استفاده از فلوم های wsc اندازه گیری شدند. همچنین در حین آبیاری ارتفاع آب در داخل جویچه در سه مقطع ابتدا، وسط و انتها با استفاده از خط کش اندازه گیری شدند. در زمان های نیم و چهار و نیم ساعت بعد از اتمام آبیاری به منظور مطالعه نحوه ی تغییرات رطوبت در داخل خاک در سه مقطع موردنظر نمونه های رطوبتی از نقاط مختلف با استفاده از آگر برداشته شد. این نمونه های رطوبتی در کف دو جویچه ی میانی و از اعماق 10، 20 و 30 سانتیمتری و در فاصله ی بین این دو جویچه و از اعماق 10، 20، 30 و 40 سانتیمتری برداشته شدند. مقدار رطوبت این نمونه ها در آزمایشگاه با استفاده از روش وزنی بدست آمد. داده های بدست آمده از آبیاری جویچه ای ابتدا وارد مدل sirmod شده و شبیه سازی روند آبیاری با استفاده از این مدل انجام گرفت. برای واسنجی مدل sirmod، ضریب n مانینگ طوری تعیین شد تا منحنی پیشروی حاصل از شبیه سازی مدل حداکثر برازش را با داده های آزمایشی داشته باشد. نتایج حاصل از شبیه سازی این مدل با داده های آزمایشی مورد مقایسه قرار گرفت. این مدل مرحله پیشروی را به خوبی شبیه ساز کرد طوری که مقدار ضریب r^2 برای آن از 952/0 تا 997/0 بود. توانایی این مدل در پیش بینی روند هیدروگراف جریان خروجی چندان خوب نبود طوری که مقادیر rmse و r^2 دارای مقادیر بسیار نامنظمی بودند. این مدل در پیش بینی حجم آب خروجی دقت متوسطی داشت. عدم دقت در پیش بینی حجم آب خروجی منجر به عدم دقت در پیش بینی حجم آب نفوذیافته گردید. عدم دقت این مدل در پیش بینی روند هیدروگراف خروجی را می توان به کوتاه بودن جویچه های آبیاری و نیز تعیین ضرایب معادله نفوذ تنها با استفاده از اطلاعات مرحله پیشروی دانست. نحوه ی توزیع آب در داخل خاک با استفاده از مدل hydrus دوبعدی شبیه سازی شد. بدین منظور شرایط اولیه، شرایط مرزی، پارامترهای هیدرولیکی و سایر داده های مورد نیاز برای اجرای این مدل با استفاده از آزمایشات متعددی به دست آمد. بعد از اجرای مدل، نمونه های رطوبتی بدست آمده از آزمایشات با نتایج شبیه سازی این مدل مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان دهنده توانایی بالای مدل hydrus در پیش بینی حرکت آب در خاک بود طوری که مقدار rmse برای آزمایش های اول تا سوم به ترتیب برابر 04/0، 0437/0 و 048/0 بود. همچنین دقت این مدل در فاصله بین دو جویچه نسبت به کف جویچه ها نسبتاً پایین بود. مقدار حجم آب نفوذیافته با استفاده از نتایج مدل hydrus نیز محاسبه شد که اعداد بدست آمده نشان دهنده ی دقت بالای مدل hydrus نسبت به مدل sirmod در پیش بینی حجم آب نفوذیافته بود. در نهایت با استفاده از داده های آزمایشی و نتایج حاصل از شبیه سازی این دو مدل، تاثیر تغییرات دبی بر حرکت آب در خاک مورد بررسی قرار گرفت و این نتیجه حاصل شد که تاثیر دبی بر روی حرکت آب در خاک و توزیع رطوبت در داخل خاک به صورت تاثیری است که این دبی بر ارتفاع آب داخل جویچه دارد. یعنی اگر دبی زیاد همراه با ارتفاع زیاد آب داخل جویچه باشد (سطح خیس شده زیاد باشد)، در اینصورت حجم آب نفوذیافته زیاد و رطوبت در نقاط مشاهده ای نیز زیاد خواهد بود ولی اگر دبی زیاد همراه با ارتفاع کم آب داخل جویچه باشد (سطح خیس شده کم باشد)، حجم آب نفوذیافته و در نتیجه رطوبت در نقاط مشاهده ای نیز کم خواهد بود. در ضمن مدل hydrus نیز تمامی این نتایج را به خوبی شبیه سازی می کند و تمامی این نتایج را تایید می کند.

برای طراحی سیستم های آبیاری قطره ای لازم است افت بار ناشی از جریان آب در بخش فیلتراسیون تعیین گردد. یکی از مراحل تصفیه فیزیکی آب در این بخش صافی های سیکلونی یا هیدروسیکلون ها می باشد. به منظور محاسبه افت بار ناشی از جریان گردابی موجود در هیدروسیکلون ها لازم است هیدرولیک جریان در این نوع صافی ها به طور دقیق شناحته شود. غالباً برای مطالعات هیدرولیک جریان از مدل آزمایشگاهی استفاده می شود که مستلزم هزینه و زمان زیاد می باشد. با پیشرفت دینامیک سیالات محاسباتی و با استفاده از شبیه سازی عددی جریان، می توان از صرف این هزینه و زمان جلوگیری کرد. در تحقیق حاضر هیدرولیک جریان در صافی سیکلونی به صورت سه بعدی و با استفاده از مدل عددی فلوئنت (fluent) شبیه سازی خواهد شد. برای مدل سازی حالت تک فازی جریان از مدل سازی آشفتگی، مدل های دو معادله ای مانند مورد استفاده قرار خواهد گرفت تا مشخصات جریان و افت بار در این صافی ها تعیین گردد. برای این منظور ابتدا میزان افت بار ناشی از جریان هایی با دبی های مشخص در یک هیدروسیکلون با ابعاد و مشخصات معلوم مورد اندازه گیری قرار گرفت. برای همان مشخصات اقدام به شبیه سازی عددی خواهد شد. با مقایسه نتایج شبیه سازی ها و مقادیر حاصل از آزمایش های عملی، مقایسه نتایج از همخوانی خوب بین شبیه سازی عددی . مدل فیزیکی می دهد. سپس ساختار جریان در هیدروسیکون و افت انرژی مورد بررسی قرار گرفت که نتایج نشان می دهد که در هیدروسیکون 20 اینچ از دیدگاه افت انرژی ، کمترین میزان افت انرژی و جریان های گردابه ای را دارد.

با توجه به نقش مهم ابعاد الگوی رطوبتی در طراحی و بهره برداری از سیستم های آبیاری قطره ای، در چند دهه ی اخیر مدل های زیادی ارائه گردیده است. به منظور بررسی میزان کارائی تعدادی از این مدل ها در انواع خاک ها و امکان استفاده از آنها برای مقاصد طراحی و شناسایی مدل های مطلوب، در این تحقیق پس از ارزیابی دقت مدل هایدروس بر مبنای نتایج آزمایش های عملی، با استفاده از این مدل به بررسی دقت و دامنه عملکرد سه روش فیلیپ، بن آشر و شوارتزمن-زاردر پیش بینی ابعاد پیازچه ی رطوبتی آبیاری قطره ای و همچنین مقایسه ی روابط موجود در خاک های متعدد پرداخته شد. بدین منظور گسترش جبهه رطوبتی در شرایط تغذیه پیوسته با منبع نقطه ای با دبی های 2 و 4 لیتر در ساعت و مدت زمان پخش آب 1، 2 و 4 ساعت برای خاک های لوم شنی (منطقه خلعت پوشان و منطقه کرکج) و لوم (منطقه آرپا دره-سی) مورد بررسی قرار گرفت. مشخصات فیزیکی، بافت خاک های مورد آزمایش، اطلاعات منحنی مشخصه رطوبتی خاک-ها، درصد اجزای مختلف خاک و هدایت هیدرولیکی اشباع، جهت برآورد پارامترهای معادله ون گنوختن- معلم با استفاده از زیر مدل رزتا بکار برده شد. سپس نتایج حاصل با نتایج شبیه سازی های مدل هایدروس و پیش بینی های سه روش فیلیپ، بن آشر و شوارتزمن –زار مقایسه گردید. برای این هدف عرض و عمق الگوی خیس شدگی در نظر گرفته شد و از آماره های ضریب تبیین (r2)و جذر میانگین مربعات خطا (rmse) استفاده گردید. نتایج نشان داد که مدل هایدروس در پیش بینی پیشروی جبهه رطوبتی با rmse برابر 11/10 میلی متر و r2 برابر 732/0 برای خاک های مورد بررسی، تطابق قابل قبولی با داده های مشاهداتی دارد. همچنین روش های فیلیپ، بن آشر و شوارتزمن-زار مقادیر rmse به ترتیب برابر 69/10، 85/16 و 98/35 میلی متر و r2 بترتیب برابر و 817/0، 734/0 و 793/0 را نشان دادند. در مرحله بعد دقت روش های شوارتزمن-زار و بن آشر در بافت های 12 گانه مثلث بافت خاک مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور ابتدا برای دبی های 2 و 4 لیتر در ساعت و زمان پخش آب 1، 2 و 4 ساعت اقدام به شبیه سازی ابعاد جبهه رطوبتی با نرم افزار هایدروس گردید و سپس ابعاد جبهه رطوبتی با روش های مذکور برآورد شد و نتایج حاصل مورد مقایسه قرار گرفت. بررسی ها نشان داد روش شوارتزمن-زار در پیش بینی گسترش افقی دقت بالاتری نسبت به گسترش عمودی جبهه رطوبتی دارد. همچنین مدل بن آشر در کل برای دبی های مشابه در زمان های پخش آب کمتر، دقت پیش بینی بالاتری نشان داد. به عنوان یک نتیجه گیری کلی می توان بیان نمود که برای 12 بافت خاک، روش بن آشر با میانگین کلی rmse و r2 به ترتیب برابر 58/17 میلی متر و 794/0 دقت بالاتری نسبت به روش شوارتزمن-زار با میانگین کلی rmse و r2 به ترتیب برابر 66/37 میلی متر و 573/0 نشان داد.

با توجه به نقش مهم قطره¬های خارج شده از آبپاش در طراحی، ارزیابی، شبیه سازی سیستم های آبیاری بارانی، تعیین تلفات باد بردگی و تبخیر، تراکم خاک و خسارت محصول، پیش¬بینی اندازه قطره تولید شده می تواند شبیه سازی و مدیریت این سیستم را بهبود بخشد. در این تحقیق از روش هوشمند برنامه¬ریزی بیان ژن (gep)و رگرسیون چند متیغره خطی و غیر خطی (mlr) و (mnlr)در مدل¬سازی اندازه قطره¬های خارج شده از آبپاش استفاده شد. داده¬های ورودی مدل شامل قطر نازل، فشار کارکرد و فاصله از آبپاش بود و همچنین اندازه¬ قطره¬های فرود آمده در فواصل مختلف از آبپاش به عنوان خروجی مدل در نظر گرفته شد. آزمایش¬ها در 22 ترکیب اندازه نازل و فشار کارکرد آبپاش در شرایط بدون باد انجام شد. در هر یک از آزمایش¬ها 10 الی 14 ایستگاه¬ اندازه¬¬گیری در فواصل 5/1 متری از هم در نظر گرفته شد. با استفاده از عکس¬برداری دیجیتالی خواص دینامیکی و هندسی قطره مشخص گردید. در نتیجه با اطلاعات به دست آمده، قطر نازل، فشار کارکرد و فاصله فرود قطره¬ها از محل آبپاش از یک طرف و اندازه متوسط قطره¬های خارج شده از آبپاش از طرف دیگر دسته بندی شدند. در نهایت روش هوشمند gepو روش mlr و mnlr به منظور توسعه مدل برای پیش¬بینی اندازه قطره فرود آمده در فاصله معینی از آبپاش استفاده شد. مقایسه بین خروجی¬های مدل و داده¬های آزمایشی انجام گرفت. در روش برنامه¬ریزی ژنتیک مدل f5 با مقادیر 9214/0 r2=و 4060/0 rmse =به دلیل دقت بالا و استفاده از عملگر¬های ریاضی ساده و در روش رگرسیون چند متغیره غیر خطی مدل l1 با مقادیر 8711/0 r2=و 5442/0 rmse =به دلیل دارا بودن دقت نسبتا بالا و ساختار فرمولی ساده به عنوان مدل¬های مناسب در برآورد اندازه قطره¬های تولید شده از آبپاش ضربه¬ای ارائه شدند. شعاع پخش و پروفیل پخش آبپاش¬ها نیز در کلیه 22 ترکیب آزمایش شد. اندازه متوسط قطره¬های پخش شده از میانگین وزنی بدست آمد.

به منظور تامین رطوبت خاک منطقه توسعه ریشه در آبیاری قطره¬ای لازم است که حجم معینی از خاک توسط یک یا چند منبع نقطه ای مرطوب شود. تعیین الگوی جبهه¬ رطوبتی برای طراحی مناسب آبیاری قطره¬ای ضروری است. اغلب مطالعات صورت گرفته¬ روی توزیع جبهه رطوبتی در آبیاری قطره¬ای پیوسته بوده و اندک مطالعاتی روی آبیاری قطره¬ای پالسی (متناوب) صورت گرفته است. در این تحقیق به بررسی آبیاری قطره¬ای پالسی و تاثیر آن بر جبهه¬ رطوبتی و تلفات ناشی از نفوذ عمقی پرداخته شده است.¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬ آزمایش های این تحقیق در اراضی تحقیقاتی کرکج متعلق به دانشکده¬ی کشاورزی دانشگاه تبریز انجام شد. برای این منظور از قطره¬چکان با دبی 4 لیتر در ساعت با حجم کاربردی 16 و 24 لیتر برای جریان پالسی و پیوسته استفاده گردید. در هر یک از آزمایش¬ها چرخه¬ها به مدت 60 دقیقه در نظر گرفته شدند و شامل دو بخش زمان قطع، زمان وصل و نسبت قطع و وصل می باشند. از مدل هایدروس جهت شبیه سازی جبهه رطوبتی در شرایط مشابه استفاده شد. به منظور برآورد دقت مدل هایدروس توزیع رطوبت مشاهداتی و شبیه سازی شده در خاک برای جریان پالسی و پیوسته مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که در مدل هایدروس برای آزمایش ها با حجم کاربردی 16 لیتر مقادیر میانگین ضریب تبیین، جذر میانگین مربعات خطا، ضریب کارایی مدل و خطای نسبی (درصد) به ترتیب 75/0، 036/0، 162/0، 37/7 و برای آزمایش ها با حجم کاربردی 24 لیتر به ترتیب 85/0، 0161/0، 62/0 و 93/4 می باشد. با توجه به معیارهای آماری، مدل هایدروس دارای دقت قابل قبول و مناسب در شبیه سازی الگوی رطوبتی ایجاد شده در جریان پالسی و پیوسته است، به طوریکه دقت مدل هایدروس با افزایش حجم آب کاربردی بیشتر می شود. مقایسه ابعاد جبهه رطوبتی در جریان پالسی و پیوسته نشان داد که پس از اتمام آبیاری، گسترش عرضی و عمقی جبهه رطوبتی در جریان پالسی نسبت به پیوسته بیشتر است ولی مقایسه ابعاد جبهه رطوبتی در 1، 2، 4، 6 ساعت پس از آبیاری پیوسته در حجم 16 لیتر و 3، 4، 6 ساعت پس از آبیاری پیوسته در حجم 24 لیتر با جریان پالسی نظیر هر یک نشان داد قطر و عمق جبهه رطوبتی در جریان پالسی کاهش می یابد. با افزایش نسبت قطع به وصل این کاهش بیشتر مشهود است بنابراین مناسب ترین نسبت وصل و قطع در حجم 16 و 24 لیتر به ترتیب "1" /"3" ، "2" /"3" و "1" /"2" ، "1" /"2" تعیین شد بر این اساس از جریان پالسی می توان به عنوان روشی در مدیریت آبیاری، کاهش نفوذ عمقی و افزایش راندمان آبیاری بهره برد. از مدل هایدروس برای شبیه سازی سایر بافت های خاک استفاده شد و بیشترین مقادیر کاهش در قطر و عمق جبهه رطوبتی در خاک شنی مشاهده شد ولی در خاک رس سیلتی به دلیل رطوبت اولیه زیاد تعریف شده در مدل، کاهش زیاد در ابعاد جبهه رطوبتی حاصل شد

سامانه های دوار مرکزی (سنترپیوت) به دلیل مزایای قابل توجه نظیر پوشش مساحت های بزرگ، سهولت استفاده و درجه بالای اتوماسیون از محبوبیت برخوردار هستند. در حال حاضر طیف گسترده ای از آبپاش ها برای سامانه های دوار مرکزی موجود می باشد. تعیین ویژگی های استاتیک و دینامیک قطرات حاصل از آبپاش ها شامل اندازه قطرات، سرعت قطرات و زاویه برخورد آنها نسبت به سطح افقی در سامانه های آبیاری بارانی و نیز سنترپیوت از اهمیت ویژه ای برخوردار است.