توصيفگر ها :
ضريب يكنواختي , آبياري جويچه اي , معادلات سننت - ونانت , نفوذ , بهينه سازي
چكيده فارسي :
آبياري سطحي يكي از قديميترين روشهاي آبياري است. يكي از مشكلات اصلي آبياري سطحي يكسان نبودن فرصت نفوذ در طول مزرعه و درنتيجه غيريكنواخت بودن نيمرخ رطوبتي حاصله در زير سطح خاك است كه موجب كاهش راندمان ميشود. هرچه طراحي آبياري دقيقتر انجام شود راندمان و يكنواختي نيز افزايش خواهد يافت در اين تحقيق يك مدل رياضي براي تعيين ضريب يكنواختي در آبياري جويچهاي ارائه شده است كه بر مبناي آن ميتوان آبياري جويچهاي را با حداكثر يكنواختي طراحي نمود. در اين مدل ضريب يكنواختي بهعنوان تابعي از دبي، طول، شيب، ضريب زبري و ضرايب معادله نفوذ ميباشد كه اين مشخصهها با هم تركيب شده و تبديل به سه پارامتر بي بعد شده است. براي تهيه اين مدل، معادلات سنت – ونانت بهازاي مقادير مختلفي از مشخصات جويچه بهصورت عددي در نرمافزار متلب حل شد. سپس عمقهاي نفوذ در طول جويچه و به دنبال آن ضريب يكنواختي محاسبه گرديد. يك مدل غيرخطي بر روي اين دادهها برازش داده شد كه با استفاده از آن ميتوان ضريب يكنواختي را هم براي ارزيابي و هم براي طراحي آبياري جويچهاي به دست آورد. براي تأييد اين مدل از دادههاي مزرعهاي استفاده شد براي هر مزرعه ضريب يكنواختي اندازهگيري و با مدل خطي محاسبه و با هم مقايسه شد. متوسط خطا در اين مزارع 4 درصد بود كه نشان از دقت بسيار خوب مدل دارد. آناليز حساسيت مدل نشان داد كه ضريب يكنواختي بيشترين حساسيت را به ترتيب به: طول شيار، سرعت نفوذ نهايي، دبي ورودي به شيار و ضريب معادله نفوذ، ضريب معادله نفوذ، ضريب زبري مانينگ، شيب شيار داشت.
چكيده انگليسي :
Surface irrigation is one of the oldest methods of irrigation. A key challenge in surface irrigation is the non-uniform infiltration opportunity along the field, resulting in an un uniformity of moisture distribution beneath the soil surface, which reduces irrigation efficiency. Improved irrigation design can enhance both efficiency and uniformity. In this study, a mathematical model is presented to determine the uniformity coefficient for furrow irrigation. Based on this model, furrow irrigation can be designed to achieve maximum uniformity. The proposed model defines the uniformity coefficient as a function of flow rate, length, slope, roughness coefficient, and infiltration parameters, which are combined into three dimensionless parameters. The model was developed by solving the Saint-Venant equations numerically using MATLAB for various furrow configurations. Subsequently, infiltration depths along the furrow and the uniformity coefficient were calculated. A nonlinear model was fitted to the data, enabling the uniformity coefficient to be determined for both the evaluation and design of furrow irrigation. To validate the model, experimental data from field measurements were utilized. The uniformity coefficients were measured for each field, calculated using the nonlinear model, and compared. The average error across fields was 4%, demonstrating the high accuracy of the model. Sensitivity analysis revealed that the uniformity coefficient is most sensitive to the following factors, in order: final infiltration rate, required infiltration opportunity time, net irrigation demand, infiltration equation power, furrow slope, furrow length, furrow width, inflow rate, irrigation duration, infiltration equation coefficient, and Manning’s roughness coefficient.