بخشی از مقاله
چکیده
فرآیند نفوذ در طرّاحی، ارزیابی ومدیریت آبیاری جویچه ای، نقش اساسی دارد. مقادیرنفوذ به سابقه قبلی مرطوب شدن ومیزان رطوبت اولیه خاک بستگی دارد ، ولی تاکنون، نقش وتاثیر این متغیر ها در معادلات تجربی نفوذآب از جویچه های آبیاری دخالت نشده است،بنابراین ، پژوهش حاضربا هدف بررسی تاثیر نوبت آبیاری بر تغییرات سرعت نفوذ پایه ونفوذ تجمعی و بررسی جهت تغییرات نفوذ تجمعی از جویچه آبیاری در اثر تغییر در زمان ، نوبت آبیاری و مقدار رطوبت اولیه خاک وتنظیم یک الگوی مناسب رگرسیونی برای بیان نفوذ تجمعی از جویچه به صورت تابعی از متغیر های یادشده انجام شده است.
آزمایشها در ایستگاه تحقیقات کشاورزی دانشگاه تبریزدربهارو تابستان سال 1381 انجام شده است آزمایش نفوذ پذیری با جریان پیوسته و با روش جویچه های مسدود شده درپنج نوبت آبیاری ّاول،دوّم ،سوّم،چهارم وپنجم با فاصله دقیقا″ هفت روز ودر سه تکرار انجام شده است یافته های پژوهش حاضر به قرار زیر است: با حذف اثر مقدار رطوبت اوّلیه خاک ،با افزایش زمان ونوبت آبیاری، مقدار نفوذ تجمعی افزایش یافت. برای بیان تغییرات سرعت نفوذ پایه به صورت تابعی از نوبت آبیاری از تحلیل رگرسیون استفاده شد.
برای بررسی تغییر پذیری سرعت نفوذ پایه در نوبت های آبیاری ، از شاخص ضریب تغییرات استفاده شد. بیشترین ، میانگین وکمترین مقدار آن به ترتیب برابر 96/2و 79 و 59/7 درصد به دست آمد. برای برآورد مقادیرنفوذتجمعی یک الگوی سه گانه خطی با متغیرهای زمان ، مقداررطوبت اولیه ونوبت آبیاری تنظیم شد. الگوی برازش شده بیش از درصداز تغییرات نفوذ تجمعی رادر پنج نوبت آبیاری توجیه می کند.
مقدمه
روش های آبیاری سطحی از قدیمی ترین ومتداول ترین روش های کاربرد آب در مزارع است . در حال حاضربیش از95درصد از اراضی فاریاب دنیا با این روش ها آبیاری می شوند .[5 ] یکی از روش های آبیاری سطحی ،آبیاری جویچه ای - - 1 است که روشی بسیار مناسب برای آبیاری گیاهان ردیفی است
دراغلب اوقات راندمان کاربرد این روش بین40 تا60 در صد بوده، در حالی که بطورنظری با کاربرد این روش، دست یابی به راندمانی در حدود 85-70 درصد امکان پذیراست.[4] دلیل عدم نیل به این درصد ازراندمان چندین عامل مختلف است.
تحلیل حسّاسّیت انجام شده برروی پارامترهای عملکرد آبیاری جویچه ای نشان داده که راندمان کاربرد آب - 3به تغییرات پارامترهای معادله نفوذ بسیارحسّاس است.[16]علاوه براهمیت فرآیند نفوذدرارزیابی وتأثیرگذاری آن برعملکرد آبیاری سطحی ،ارزیابی آن جهت استفاده درکاربرد هیدرولیک آبیاری سطحی در هنگام طراحی الزامی است.
سابقه پژوهش
نفوذ فرآیند پیچیده ای است که به خواص فیزیکی خاک وسابقه قبلی مرطوب شدن خاک ومیزان رطوبت اولیه خاک و... بستگی دارد. در مزارعی که آبیاری آن با روش های سطحی انجام می شود تابع نفوذ برای هر آبیاری تغییر یافته و به ازاء یک فرصت زمان نفوذ ثابت درنوبت های متوالی آبیاری، نفوذ تجمعی کاهش می یابد. به طورکلی، سرعت اولیه نفوذ در یک خاک خشک بسیارزیاد بوده وبا گذشت زمان سریعا کاهش یافته ونهایتا به حدّ نسبتا ثابتی میرسد که به آن سرعت نفوذ پایه - - 5 گفته میشود.
مقدارآن، به هدایت هیدرولیکی اشباع خاک سطحی بسیار نزدیک است. معادلات تجربی نفوذ نتیجه برازش سرعت نفوذمشاهده شده، باتوابع وابسته به زمان است. از نتگرال گیری این توابع، معادلات نفوذ تجمعی بدست می آید،که در آن ،ضرائب معادلات مفهوم فیزیکی ندارند.یکی از اوّلین معادلات تجربی نفوذ، معادله کاستیاکف - Kostikov,1932 - است .ّمزیت آن در این است که این معادله، نفوذ واقعی وتئوریک را برای زمانهای کوتاه تا متوسط، بسیا ر خوب بیان می کند .
معایب آن دراین است که شرایط مختلف مزرعه ای از جمله رطوبت اوّلیه خاک را نمی توان در این معادله دخالت داد
همچنین، سرعت نفوذ برآورد شده درزمان طولانی به صفر نزدیک می شودکه این با واقعیت سازگاری ندارد. برای استفاده از آن لازم بود که تعدیلی در آن انجام گیردوشکل تعدیل یافته آن به صورت معادله کاستیاکف –لوئیس Kostiakov-Lewis,1932 - ارائه شد
واسنجی این معادله با داده های مزرعه ای ویا استفاده در الگوهای برآورد، به سبب وجود یک متغیراضافی نسبت به معادله کاستیاکف نسبتامشکل است.
برخی از محقّقین براین نظرهستند که به دلیل دو بعدی بودن نفوذ آب از جویچه ها، معادله کاستیاکف- لوئیس نیز نیاز به تعدیل داشته ووارد نمودن یک متغیرمکانی درمعادله نفوذعلاوه بر متغّیر زمانی، ضرورت دارد، واغلب از پیرامون ترشده به عنوان متغیرمکانی استفاده می شود. درتحقیقات متعّددی نشان داده شده است که نفوذ از جویچه آبیاری با متغیرهای مختلفی تغییرمی کند. براساس گزارش اسکالوپی وهمکاران آزمایشهای فانگمیرورامسی - - Fangmeier and Ramsey,1978 به این نتیجه منجر شده که در جویچه های آبیاری همبستگی سرعت نفوذ با پیرامون تر شده بطورخطی است.
براساس یافته های ایزدی ووالندر - Izadi and Wallender,1985 - درآزمایش های نفوذازجویچه های با آب ساکن وجاری، همبستگی سرعت نفوذ پذیری با پیرامون ترشده مثبت بوده،در حالیکه همبستگی نفوذ تجمعی با پیرامون ترشده، فقط درآزمایش های با جریان ساکن مشاهده شده است.برابریافته های ایشان تشریک پیرامون تر شده درتغییرات نفوذ پذیری برابر یک سوم بوده و دوسوم باقیمانده از تغییرات نفوذ پذیری به تغییرپذیری مشخّصه های خاک واشتباه آزمایشی مربوط بوده است
ایشان میزان مشارکت سایر متغّیرها ازجمله زمان را بررسی نکرده اند. با توجه به نقش واهّمیت اساسی فرآیند نفوذ در شبیه سازی، طرّاحی، ارزیابی ومدیریت آبیاری جویچه ای، بررسی جنبه های مختلف نفوذ با منظور کاربست دربرآورد درست وافزایش میزان راندمان کاربرد آب در مزرعه وبهبود مدیریت آبیاری ضروری به نظر می رسد.
