بررسی عملکرد هیدرولیکی و کود آبیاری سطحی در الگوهای متفاوت هیدروگراف جریان ورودی در آبیاری جویچه ای

ایجاد هیدروگراف های متفاوت جریان ورودی با توجه به شرایط مزرعه تأثیر قابل توجهی بر صرفه جویی در مصرف آب دارد. بمنظور ایجاد و کاربرد هیدروگراف های متفاوت جریان ورودی آب به جویچه شامل هیدروگراف های جریان ورودی کاهش دبی، سیگمایی، افزایشی-کاهشی، پلکانی و کابلی اصلاح شده، یک شیرکنترل اتوماتیک که نیروی محرکه آن از طریق یک موتور تأمین می گردید طراحی شد. این مطالعه در مزرعه آزمایشی دانشگاه صنعتی اصفهان با بافت خاک لوم شنی رسی انجام شد. در این مزرعه، دستگاه انتقال آب به جویچه شامل شیرکنترل طراحی شده و دستگاه انتقال کود به جویچه در ابتدای جویچه های آزمایشی نصب شد و آزمایش ها با هیدروگراف های متفاوت جریان ورودی به جویچه ها انجام شدند. برای شبیه سازی مراحل مختلف آبیاری جویچه ای از مدل های اینرسی-صفر و هیدرودینامیک استفاده شد و این مدل ها برای کاربرد هیدروگراف های متفاوت جریان ورودی بسط داده شدند. برای تعیین معادله نفوذ و ضریب زبری مورد استفاده در هیدروگراف های متفاوت جریان ورودی مدل رایانه ای بهینه سازی با توجه به شرایط مزرعه نوشته شد. داده های جمع آوری شده برای هر آزمایش شامل هیدروگراف جریان ورودی، هیدروگراف جریان خروجی، پیشروی، پسروی، شکل هندسی جویچه، رطوبت خاک، نمونه های آب حاوی کود در زمان ها و ایستگاه های متفاوت در طول جویچه و نمونه های خاک از کف جویچه بود. با توجه به نتایج حاصل از آزمایش های مزرعه ای بیشترین نسبت رواناب بترتیب مربوط به هیدروگراف های جریان ورودی ثابت و پلکانی و کمترین نسبت رواناب مربوط به هیدروگراف های جریان ورودی کابلی اصلاح شده و افزایشی-کاهشی بود. با افزایش عمق مورد نیاز آبیاری تفاوت راندمان کاربرد آب بین هیدروگراف های متفاوت جریان ورودی پیشنهادی و هیدروگراف جریان ورودی ثابت افزایش یافت. همچنین با افزایش عمق مورد نیاز آبیاری با کاربرد هیدروگراف های پیشنهاد شده صرفه جویی در مصرف آب مشهودتر بود. بیشترین یکنواختی توزیع ربع پایین آب مربوط به هیدروگراف های جریان ورودی ثابت و پلکانی و کمترین یکنواختی توزیع ربع پایین آب مربوط به هیدروگراف های جریان ورودی سیگمایی و کابلی اصلاح شده بود. با توجه به نتایج شبیه سازی مدل اینرسی-صفر بسط یافته در این مطالعه در طول های کوتاه تر جویچه و در شیب های تند مزرعه تأثیر کاربرد هیدروگراف های متفاوت جریان ورودی بر بهبود عملکرد آبیاری و صرفه جویی در مصرف آب نسبت به هیدروگراف جریان ورودی ثابت بیشتر بود. نتایج شبیه سازی مدل اینرسی-صفر بسط یافته نشان داد که بیشترین صرفه جویی در مصرف آب برای طول های متفاوت جویچه و شیب های متفاوت مزرعه مربوط به هیدروگراف های جریان ورودی سیگمایی و پلکانی بود. با توجه به آزمایش های مزرعه ای، در شرایط حجم آب کاربردی یکسان در هیدروگراف های متفاوت جریان ورودی بیشترین یکنواختی توزیع کود مربوط به هیدروگراف های جریان ورودی پلکانی و افزایشی-کاهشی و کمترین تلفات کود به صورت رواناب مربوط به هیدروگراف جریان ورودی افزایشی-کاهشی بود. مقایسه آماری در سطح ? % بین هیدروگراف های متفاوت جریان ورودی و هیدروگراف جریان ورودی ثابت حاکی از آن بود که بین یکنواختی توزیع نصف پایین کود در هیدروگراف جریان ورودی ثابت و هیدروگراف جریان ورودی افزایشی-کاهشی تفاوت معنی دار است. یکنواختی توزیع نصف پایین کود در هیدروگراف جریان ورودی افزایشی-کاهشی بیشتر از هیدروگراف جریان ورودی ثابت بود. از نظر یکنواختی توزیع ربع پایین کود بین هیدروگراف های متفاوت جریان ورودی و هیدروگراف جریان ورودی ثابت تفاوت معنی دار نبود. همچنین در هیدروگراف های متفاوت جریان ورودی در عمق های خاک بیشتر از ?? سانتیمتر تغییرات غلظت کود قابل توجه نبود. به طور کلی استفاده از هیدروگراف های متفاوت پیشنهاد شده در این مطالعه با توجه به شرایط مزرعه می تواند ضمن تأمین سرعت پیشروی مناسب به انتهای جویچه باعث کاهش رواناب و در نتیجه بهبود عملکرد هیدرولیکی آبیاری جویچه ای و کودآبیاری سطحی شود.