بخشی از مقاله
چکیده:
این مطالعه آبیاری ضربه ای را تحت شرایط ترکیبی فشار، قطر نازل و شرایط هواشناسی ارزیابی میکند. منحنی شعاعی یک آبپاش به عنوان مثال توزیع رطوبت در طول شعاع رطوبتی با 25 آزمون ارزیابی شد. ضریب یکنواختی کریستیانسن - - cuc و تلفات تبخیر و بادبردگی - - wdel برای یک سیستم مجموعه ثابت با استفاده از 52 آزمون اندازه گیری ارزیابی شد. منحنی رطوبتی در اطراف یک آبپاش تشکیل میشود. نتایج نشان داد که cuc ارتباط تنگاتنگی با منحنی رطوبتی اطراف یک آبپاش دارد. منحنی رطوبتی باید در زمانی که شرایط آب و هوایی نرمال - باد آرام - باشد مشخص شود. در بادهای با سرعت خیلی پایین، خصوصا" باد غالب که بطور معنیداری باعث تغییر در توزیع منحنی رطوبتی میشود، متوسط برداری سرعت باد - V' - بیان روشنتر و بهتری نسبت به مقدار محاسباتی سرعت - - v دارد. مشخصه منحنی رطوبتی در شرایط داخلی و خارجی در شرایط هوایی با سرعت کمتر از v'<0.6m.s-1 توصیه میشود. منحنی رطوبتی اغلب تحت تاثیر مدل و نوع آبپاش میباشدv'. متغییر اصلی بیانی برای cuc میباشد.p نیز اثر قابل ملاحظهای داردv. متغیر اصلی تشریح دهندهی wdel میباشد;دمای هوا - - T نیز اثر قابل ملاحظهای دارد. شبیه سازهای آبیاری بارانی انتخاب نوع سیستم مجموعه ثابت را برای کشاورزان و طراحان و مشاوران ساده میکند. اگر چه کیفیت شبیه سازی عمدتا به منحنی رطوبتی وابسته است.
کلمات کلیدی: قطر نازل، عملکرد آبیاری بارانی ضربهای، در مناطق بادخیز
مقدمه:
آبیاری بارانی به عوامل زیست محیطی و زراعی بستگی دارد. یکنواختی پخش آب عمدتا به فواصل و ارایش آبپاشها و شرایط محیطی و قطر و تعداد و مدل آبپاشها و فشار اعمالی و نوع گیا ه زراعی دارد. در میان این متغییر ها انهایی که توسط طراح کنترل می شوند به تکنولوزی آبیاری مربوط می شود.گزارش شده که سرعت باد یک پارامتر هواشناسی می باشد که مستقیما روی عملکرد سیستم آبیاری تاثیر می گزارد و اثراتی روی ضریب کریستیانسن و روی تلفات تبخیر و باد بردگی دارد.محدوده8 ارزیابی سیستمهای مجموعه ثابت از دستیابی به الگوی توزیع رطوبت در یک ابپاش مجزا در شرایط بدون باد گرفته تا مطالعات تمام زمینه های ابیاری در شرایط واقعی. شرایط عملیاتی و جوی و زراعی در هر سیستم آبیاری بارانی که استفاده می شود وسیع می باشد. مطالعه همه حالات آزمایشات مزرعه ای هزینه بسیار بالایی را در بر خواهد گرفت بنابراین شبیه سازیهای سیستم آبیاری بارانی مورد استفاده قرار می گیرد تا محدوده ی وسیعی از شرایط را با حداقل آزمایشات مورد بررسی قرار دهیم.بیشتر این مدلها با استفاده از روشهای بالستیک برای اولین بار در سال 1980 پیشنهاد شده بودند. در این مدلها توزیع آب در یک آبپاش می تواند تقریب قابل قبولی از توزیع آب برای یک گروه آبپاش در مقیاس مزرعه زمانی که برای تلفات تبخیر و باد بردگی به طور صحیح تعدیل شده باشد می باشد.ارزیابیهای آزمایشگاهی آبیاری تحت تنظیمات کالیبراسیون وصحت سنجی برای یک آبپاش و یک بلوک از آبپاشها انجام شد.
روش ارزیابی آبیاری ضربه ای بدین صورت هست که توسط کالیبراسیون و صحت سنجی شبیه سازهای ابیاری انجام می شود که در مطالعات زیادی تشریح شده است.منحنی شعاع مرطوب برای یک آبپاش به عنوان مثال عمق ابیاری تابعی از فاصله های ابپاشها می باشد که اساس مشخصات اندازه قطرات در عملکرد آبیاری در مجموعه ثابت که تحت شرایط مختلف می تواند شبیه سازی شود، می باشد.این مطالعه اثرات مدل آبپاش و آرایش سیستم را تحت شرایط فنی - قطر نازل و فشار عملکرد - و شرای ط هواشناسی - سرعت و جهت باد و دما و رطوبت نسبی هوا - انالیز می کند. این مقالهبه بحث در مورداشکالاتروش های رایجمورداستفادهبرای ارزیابیآبپاش برای کالیبره کردن واعتبارمدلهایتجربی برایشبیه سازیعملکرد آبیاری می پردازد.
مواد و روشها:
دو آزمایش انتخاب شد تا عملکرد سیستم آبیاری ضربه ای در مزرعه تحقیقات کشاورزی و صنایع غذایی در مرکز ساراگوسای اسپانیا در طول سال 2003 و 2004 مورد ارزیابی قرار گیرد. یک آزمایش عملکرد یک آبپاش مجزا را مورد بررسی قرار داد.وازمایش دیگر برای آرایش 15*15 سیستم انجام شد. آزمایش برای یک آبپاش برای بدست آوردن منحنی رطوبتی طراحی شد. و روی خاکهای لخت و تحت شرایط آرام با استانداردهایبین المللی مربوطهانجام شد.آزمایش مجموعه ثابت برای ارزیابی کارایی آبیاری با استفاده از cucو wdel تحت شرایط بادهای مختلف اجرا شده بود.این آزمایشهمچنینبر خاک لختانجام شد. هر دو آزمایش مطابق نظریات مریام و کلر - 1978 - و استانداردهای بین المللی - ansi/asae,2003;iso,1990,1995 - انجام شد.
در ازمایش تک آبپاش قطر داخلی پخش کننده بوسیله یک مدل آبپاش somlo 30c - ساراگوسا.اسپانیا - انتخاب شد و رایزر یک لوله 2 متر بالاتر از سطح زمین بودن داخل یک باران سنج با فاصله ارتفاعی 0.25 متر از سطح زمین در طول چهار شعاع در فاصله ای از محدوده آبپاشها از 0.75 تا 16.75 درافزایش هر نیم متر جای داده شده بود - شکل 1 - .منحنی رطوبتی در چهار جهت اصلی شمال جنوب شرق غرب ترسیم می شود.آبپاشهای ارزیابی شده در سیستم آبیاری ضربه ای از فلز برنج ساخته شده و با نازل درایو با پره ی صاف تجهیز شده بود.سه قطر عمده آبپاشها که تست شده بودند 4 و 4.4 و 4.8 میلیمتر بود.آبپاشها همچنین شامل نازل پخش کننده با قطر 2.4 میلی متر نیز بودند. محدوده ی وسیعی فشار کارکرد 180 تا kpa420 نیز ازمایش شد.همه ازمایشها در طی 2 ساعت در شرایط باد کم انجام شده بودند.سرعت و جهت باد و رطوبت نسبی هوا و دما در یک ایستگاه هواشناسی خودکار واقع در محدوده ی آزمایش اندازه گیری شد.داده ها بطور متوسط در هر 5 دقیقه توسط مدل واقع نگار cr10x ثبت می شد.
24 عدد آبپاش در آزمایش آبیاری بارانی مجموعه ثابت استفاده شد .فاصله بین لترالها 15 متر و همچنین فاصله بین آبپاشها در روی لترالها نیز 15 متر بود.بنابراین آبپاشها در یک آرایش مربعی 15*15 قرار گرفتند.مدل آبپاشها و ترکیب نازل انها برای آزمایش آبپاش مجزا ثابت در نظر گرفته شد.محدوده آزمایش بین مراکز چهار ابپاش قرار گرفت.که تشکیل یک ماتریس 5* 5 که شامل 25 عدد باران سنج بود که در یک شبکه 3*3 محدوده آزمایش بین چهار آبپاش را پوشش داده بودند و در ارتفاع 25 سانتی متری سطح زمین قرار گرفتند..در هر کدام از این آبپاشها یک فشار سنج - مانومتر - نصب شد.و در انها سه فشار 240 و 320 و 420 کیلو پاسکال ارزیابی شد.پارامترهای هواشناسی نمی توانست کنترل شود چون می خواستیم اثر سرعت باد کم متوسط و زیاد ازمایش شود. و تمامی آزمایشها 3 ساعت به طول انجامید.
برایهر تست در آزمایشات مجموعه ثابت , cuc و wdel از قطر داخلی باران سنج ها ارزیابی شدند.wdelبه عنوان درصدی از آب پخش شده توسط ابپاش ارزیابی شد ولی در داخل باران سنج ها جمع آوری نشد.و مطابق رابطه زیر بدست می آید:
در اینرابطه Qدبی بر حسب لیتر در ثانیه و tمدت کارکرد سیستم بر حسب ثانیه و 15*15 متر مربع مساحت ارزیابی هر آبپاش می باشد.دبی بوسیله ظرفهای صحرایی که آب پخش شده از آبپاش به درون آن می ریزد ارزیابی شد.دبی بوسیله تقسیم حجم آب جمع شده در واحد زمان پاشش محاسبه شد.این عملگرها در دو دفعه برای هر ترکیب D و - Pدر کل نه ترکیب - تکرار شد.دبی بوسیله رابطه روبرو تخمین زده شد.
CD ضریب دبی و Aمساحت روزنه آبپاش و g شتاب ثقل و nتوان دبی می باشد.
یک پایگاه هواشناسی مشابه پایگاه استفاده در آزمایش یک آبپاش مجزا در قطعه مجاور در طول آزمایش مجموعه ثابت قرار د ارد. - شکل . - 1آزمایش تحت محدوده ی وسیعی از شرایط هواشناسی انجام شد تا نتایج wdelو cuc از ترکیبهای متفاوت
D,p,vمشخص شود.تغیرات cuc ,wdel با متغییر های فنی و هواشناسی با استفاده از تجزیه وتحلیلرگرسیون چند متغیرهآنالیز شد.
بطور سنتی، متوسط سرعت باد در طی یک آبیاری با توجهن به میانگین حسابی و داده های مثبتر و منطقی بدست می آید. این میانگین حسابی سرعت نامیده می شود.به اضافه متوسط جهت باد را با ثبت داده ها در هر 5 دقیقه را با توجه جهت و اندازه سرعت اندازه گیری کردند .شکل 1 نشان می دهد که از سیستم مختصات دکارتی برای هر ازمایش استفاده شده است.داده های بردار در هر 5 دقیقه روی محور xو - yبترتیبvxو - vy محاسبه و جداگانه میانگین گیری شدند.نتیجه اینکه مولفه های محوری محاسبه شدند.این اندازه ها به عنوان متوسط برداری سرعت درنظر گرفته شدند،و جهت با wd در طی مدت ابیاری اندازه گیری شد.
برای هر آزمایش ابپاشمنحنی رطوبتی شعاعی در هر شعاعی مورد مقایسه قرار گرفت.این ازمایشات تفاوت بین شعاهای رطوبتی بود که در ان کوچکترین برای مشخص کردن شعاع مورد نیاز استفاده شد.برای هر ازمایش،متوسط انحراف در حجم جمع کننده ها را در بین چهار شعاع - - AD و که نرخ حجم آب جمع شده در میان شعاعها در حالت باد پناه - شرایط ارام - به حجم اب جمع شده در حالت بادگیر - شرایط با وجود باد - و کسر اب تحت فشار در شعاع بادپناه به شعاع بادگیر را محاسبه کردیم.
متوسط شعاع برای هر ازمایش از چهار شعاع متناسب با هر کدام از شعاعها محاسبه شد .آنگاه cucاز متوسط شعاع مطابق روش زیر محاسبه شد:قطر داخلی در هر موقعیت در شبکه باران سنجها بوسیله درون یابی خطی متوسط شعاع و به عنوان تابعی از فاصله برای هر موقعیت تا هر آبپاش مورد ارزیابی قرار گرفت.این ها برای یک شبکه 15*15 محاسبه شد.مقادیر cucمورد ارزیابی قرار گرفته در شرایط باد کم در طی آزمایش سیستم مجموعه ثابت و cucمحاسبه شده برای هر شعاع مورد مقایسه قرار گرفت.
چهار مدل ابپاش مورد مقایسه قرار گرفتند:somlo 30c,vyr70,Rc130, VYR 35و همه ی اینها به طور وسیع در دره ابرو در اسپانیا استفاده شدند.یک مقایسه در شرایط باد آرام - بدون باد - با شرایط وجود باد انجام شد.برای شرایط آرام متوسطcucو شعاع محاسبه شده از متوسط متوسط شعاع برای دو سیستم مجموعه ثابت با شبکه 15*15R - و - 15*18Rمورد مقایسه قرار گرفت.برای شرایط وجود باد ،ضریب یکنواختی پخش را با ترکیبهای یکسان D,p,vارزیابی شده در طی آزمایش مجموعه ثابت مورد مقایسه قرار دادیم.دومی با استفاده از شبیه ساز بارانی برای VYR70,RC 130,VYR35مورد ارزیابی قرار گرفت.
نتایج حاصل از آزمایشات مجموعه ثابت و آبپاش مجزا برای کالیبره و صحت سنجی شبیه ساز آبپاش برای SOMLO 30Cمورد استفاده قرار گرفت.
