تاثير سرعت باد و خصوصيات هيدروليكي بر يكنواختي توزيع آب در آبپاش‌هاي متداول در آبياري باراني

Effect of Wind Speed and Hydraulic Characteristics on Water Distribution Uniformity under Sprinkler Irrigation Systems

در اين تحقيق اثرات باد و خصوصيات هيدورليكي سيستم آبياري باراني بر يكنواختي توزيع آب آبپاش‌هاي متداول در سيستم كلاسيك ثابت با جابجايي آبپاش بررسي گرديد. به اين منظور آزمايشي در سال هاي 1387و 1388 با استفاده از طرح آماري فاكتوريل در قالب بلوك‌هاي كامل تصادفي با تكرارهاي متفاوت در ايستگاه تحقيقاتي موسسه تحقيقات فني و مهندسي كشاورزي در كرج به اجرا در آمد. تيمارهاي آزمايشي شامل: هشت نوع آبپاش، سه فشار كاركرد سيستم، چهار طيف سرعت وزش باد و هفت فواصل آبپاش بودند. در اين تحقيق ميزان پاشش در اطراف يك آبپاش منفرد تا شعاع 35 متر در سه فشار 3، 4 و 5 كيلوگرم بر سانتي‌متر مربع و پنج طيف سرعت باد اندازه گيري شد و تاثير آبپاش‌هاي مجاور در ميزان پاشش در شرايط واقعي مزرعه به روش شبيه‌سازي منظور گرديد. سپس يكنواختي توزيع آب و ضريب يكنواختي كريستانسن براي فواصل مختلف آبپاش‌ها محاسبه شد. نتايج تجزيه و تحليل ضريب يكنواختي توزيع آب نشان داد كه از نظر آماري اختلاف معني داري در سطح 5 درصد بين آبپاش‌ها، فشار، فواصل و سرعت هاي مختلف باد آبپاش‌هاي مورد بررسي وجود دارد. اين نتايج مبين آن است كه آبپاش‌هاي مورد بررسي را مي توان در پنج گروه طبقه بندي نمود. آبپاش كمت (Komet) مدل 162، نلسون(Nelson) مدل80F دو نازله با بيشترين ضريب يكنواختي توزيع آب در گروه الف، آبپاش‌هاي نلسون مدل80F يك نازله و وير(VYR) 155 در گروه ب، لوكسر (Luxor) و رين برد (Rain Bird) مدل80 EHDدر گروه ج، ژاله 5 در گروه د و آبپاش فارم مدل(Farm)180 با كمترين ضريب يكنواختي در گروه قرار گرفتند. ارتباط بين فشار و يكنواختي توزيع آب در كليه آبپاش‌هاي مورد آزمايش خطي نبود و در فشار هاي پايين شيب منحني فشار- ضريب يكنواختي بيشتر شد. بيشترين يكنواختي توزيع آب در كليه فشارهاي مورد بررسي از فواصل 25×20 متر حاصل شد. اگر چه مساحت آبياري شده در فواصل 5/22×5/22 متر تفاوت قابل توجهي با مساحت آبياري شده در فاصله 25×20 نداشت ليكن ضريب يكنواختي آب در فواصل 25×20 متر افزايش قابل توجهي را نشان داد. ارتباط بين سرعت باد و يكنواختي توزيع آب نشان داد كه رابطه سرعت باد و ضريب يكنواختي در آبپاش‌هاي مورد بررسي خطي نيست و با افزايش سرعت باد، ضريب يكنواختي با شدت بيشتري كاهش مي يابد. در شرايط باد آرام تقريباً تمام آبپاش‌هاي مورد بررسي داراي يكنواختي قابل قبول بودند ليكن در شرايط عمومي مزرعه كه سرعت باد در حد متوسط مي‌باشد آبپاش‌هاي گروه الف و ب داراي يكنواختي توزيع آب قابل قبولي بودند. به‌طور كلي براي شرايط عمومي مزرعه، آبپاش‌هاي گروه الف و ب، از نظر يكنواختي توزيع آب مناسب بودند و استفاده از اين آبپاش‌ها در فواصل 25×20 متر با فشار 4 تا 5 كيلوگرم بر سانتي‌متر مربع (بسته به نوع آبپاش) را مي‌تواند به عنوان يك توصيه كلي پيشنهاد نمود.

In this study, the water distribution uniformity of different sprinkler used in solid set systems were determined at different operating pressures, sprinkler spacing and under varying wind speed conditions The experiment was conducted in the Agricultural Experimental Station of Seed and Plant Improvement Institute (SPII) in Karaj, near the meteorological station during 2008-2009. The experimental design was randomized complete blocks design (RCBD) in factorial layout with different replications. The experimental treatments were combinations of 8 sprinklers (Farm-RC180, Jaleh 5, Komet 162, Luxor, VYR 155, Nelson24?F80 with one nozzle, Rain Bird 80EHD and Nelson F80,18?with two nozzle), 3 operation pressures (3, 4 and 5 Kg/cm2), 4 wind speed range (0-5, > 5-10, > 10-15, > 15-20 Km/hr) and 7 sprinkler spacing (22.5*22.5, 22.5*25, 22.5*27.5, 25*20, 25*25, 25*27.5 and 25*30 meter). The outdoor single sprinkler test method was used to determine the water distribution pattern distorted by wind action uniformity. In order to determine the water distribution uniformity under varying wind speed conditions, a set of catch-cans was set around the individual sprinkler in 2.5*2.5 arrays. The volume of water in the catch-cans was measured after 1 hour operation for each treatment. The overlapping of sprinklers was simulated and water distribution uniformity for seven sprinkler layout was calculated and the Christiansen’s coefficient of uniformity (CU) and distribution uniformity (DU) values for each treatments were determined Results showed that the sprinkler type, sprinkler spacing, operating pressures and wind speed treatments had significant effect on water distribution uniformity (P? 0.01). Sprinklers type were classified in five group from A to E. Sprinklers type of Komet 162 and Nelson F80 with two nozzle had high water distribution uniformity and classified in group A. Nelson F80 with one nozzle and VYR 155 types classified in second group. Based on the results, with increasing the operation pressures, water distribution uniformity was increased non-linearly. Also, water distribution uniformity was decreased when wind speed increased more than 5 Km/hr. According to the results, the sprinkler type that classified in group A and B with the operation pressures of 4 to 5 kg/cm2 and 20*25 meters spacing was recommended for overall agricultural conditions.