Water and Irrigation Management

Water and Irrigation Management

Optimization of surge irrigation system based on irrigation and furrow geometric variables using SIRMOD model

Document Type : Research Paper

Authors
Nasrin Azad
Vahid Rezaerdinejad 1
Sina Besharat 2
Javad Behmanesh
Ali Ashraf Sadraddini 2
1 Associate Professor, Dept. of Water Eng., Urmia University, Urmia, Iran
2 null
10.22059/jwim.2018.65500
Abstract
The purpose of this research was to analyze surge irrigation system performance and optimize the design and management parameters. In this order, by creating furrows with a length of 80 m and 1.1% slope and implementing four treatments of surge irrigation in two inflow rates of 0.6 and 0.8 lit/s and two cycle times of 40 and 50 minutes, different water and soil parameters were collected and SIRMOD (surface irrigation model) was calibrated and evaluated. Then, the iso-performance contour plots of irrigation system were obtained to optimize cutoff time and inflow rate under maximizing of application efficiency, distribution uniformity and requirement efficiency. The results indicated that in the experimented furrows with the texture of sandy loam, by providing requirement efficiency of 100%, in inflow rate of 1.2 lit/s and cutoff time of 170 min, distribution uniformity and application efficiency will be 84% and 60% respectively. According to the results, by providing requirement efficiency of 100% and considering the best length of the furrow in different inflow rates, application efficiency increases up to maximum 65%. But if the requirement efficiency of 90% to be considered, at different inflow rates in certain length of furrow, there is possibility of achieving to application efficiency up to 90%
Keywords
cutoff time
furrow length
Inflow rate
iso-performance contour plot
Performance Evaluation
  1.  ایزدی م. و کوچک‌زاده م. (1385) بررسی اثر بافت خاک بر روی یکنواختی و راندمان در آبیاری موجی. همایش ملی مدیریت شبکه‌های آبیاری و زهکشی. دانشگاه شهید چمران، اهواز، ایران، 1-9.
  2.  ایزدی م.، کوچک‌زاده م.، سامانی ج. و شهابی‌فر م. (1384) بررسی اثر تغییر پارامترهای موج بر روی یکنواختی و راندمان آبیاری موجی. علوم خاک و آب. 19(2): 271-279.
  3. بیک‌زاده ا.، نقی‌ضیایی ع.، داوری ک. و انصاری ح. (1393) بهینه‌سازی میزان جریان ورودی و زمان آبیاری جویچه‌ای با استفاده از مدل هیدرودینامیک کامل. نشریة آبیاری و زهکشی ایران. 2(8): 377-385.
  4. جنوبی ر.، رضاوردی‌نژاد و. و عباسی ف. (1395) ارائة مدل بهینه‌سازی برای برآورد پارامترهای نفوذ و ضریب زبری آبیاری نواری با استفاده از داده‌های پیشروی و رواناب. مدیریت آب و آبیاری. 6(1): 29-45.
  5. رضاوردی‌نژاد و. و نورجو ا. (1392) بهینه‌سازی عملکرد آبیاری جویچه‌ای با استفاده از مدل WinSRFR در شرایط تحکیم بستر کاشت چغندرقند. نشریة آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). 27(6): 1281-1293.
  6. رضاوردی‌نژاد و.، احمدی ح.، همتی م. و ابراهیمیان ح. (1395) ارزیابی و مقایسة روش‌های مختلف تخمین پارامترهای نفوذ در سیستم‌های مختلف آبیاری جویچه‌ای و رژیم‌های مختلف جریان ورودی. نشریة علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی). 20 (76): 161-176.
  7.  تقی‌زاده ز.، رضاوردی‌نژاد و.، ابراهیمیان ح. و خان‌محمدی م. (1391) ارزیابی مزرعه‌ای و تحلیل سیستم آبیاری سطحی با WinSRFR (مطالعة موردی آبیاری جویچه­ای). نشریة آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). 26(6): 1450-1459.
  8.  سهرابی ت.، حیدری ن.، توکلی ع. و نیریزی س. (1375) آبیاری موجی. انتشارات کمیتة ملی آبیاری و زهکشی ایران. 156 صفحه.
  9.  صدرالدینی ا.، منعم م. و ناظمی ا. (1385) بهینه‌سازی آبیاری موجی با روش جستجوی ممنوع. علوم کشاورزی ایران. 37(1): 1117-129.
  10. عباسی ف. (1391) اصول جریان در آبیاری سطحی. انتشارات کمیتة ملی آبیاری و زهکشی ایران. 211 صفحه.
  11. علیزاده ا. (1385) طراحی سیستم‌های آبیاری (جلد اول: طراحی سیستم‌های آبیاری سطحی). انتشارات آستان قدس رضوی. 450 صفحه.
  12. مجدزاده ب.، قبادی‌نیا م.، سهرابی ت. و عباسی ف. (1387) ارزیابی دو مدل ریاضی SIRMOD و SRFR برای بررسی عملکرد آبیاری پیوسته و موجی. دومین سمینار راهکارهای بهبود و اصلاح سامانه‌های آبیاری سطحی، کرج، ایران: 335-343.
  13. مریدنژاد ع.، کاوئی دیلمی ر. و سعدی ع. (1389) بهینه‌سازی آبیاری شیاری تحت شرایط اجراشده در کشت و صنعت سلمان فارسی با استفاده از نرم‌افزار WinSRFR3.1. سومین همایش ملی مدیریت شبکه‌های آبیاری و زهکشی. دانشگاه شهید چمران اهواز: 1-8.
  14. مصطفی‌زاده ب. (1369) مقایسة پیشروی آب در آبیاری شیاری با جریان‌های پیوسته و سرج در سه مزرعه در اصفهان. علوم کشاورزی ایران. 21(1و2): 9-15.
  15. میرزایی ع.، صدرالدینی ع. و ناظمی ا. (1390) شبیه‌سازی آبیاری موجی و مقایسة آن با جریان پیوسته. مهندسی منابع آب. 4: 75-85.
  16. نوابیان م. و مسلمی کوچصفهانی م. (1391) بهینه‌یابی طول جویچه و دبی جریان در آبیاری جویچه‌ای. پژوهش آب ایران. 6 (11): 27-34.
  17. Ampas V. and Baltas E. (2009) Optimization of the furrow irrigation efficiency. Global NEST. 11(4): 566-574.
  18. Bishop A., Walker W.R., Allen N.L. and Poole G.J. (1981) Furrow advance rates under surge flow systems. Irrigation and Drainage Engineering. 107(3): 257-264.
  19. Coolidge P.S., Walker W.R. and Bishop A.A. (1982) Advance and runoff-surge flow furrow irrigation. Irrigation and Drainage Engineering. 108(1): 35-42.
  20. Eldeiry A.A., Garcia L.A., El-Zaher A.S.A. and El-Sherbini K. (2005) Furrow irrigation system design for clay soils in arid regions. American Society of Agricultural Engineers. 21(3): 411-420.
  21. Kanber R., Koksal H., Onder S., Kapur S. and Sahan S. (2001) Comparison of surge and continuous furrow methods for cotton in the Harran plain. Agricultural Water Management. 47: 119-135.
  22. Kannan N. and Abate B. (2015) Studies on hydraulic performance of furrow irrigation to optimise design parameters suitable to onion field in Hawassa, Ethiopia. Water Utility Journal. 11: 17-30.
  23. Khatri K.L., Shah S.A., Ali Z.M., Solangi G.S. and Tunio M.M. (2016) Optimization of irrigation for efficient water use in surface irrigation soils. Journal of Engineering, Science and Technology. 15(1): 75-81.
  24. Lima V.I.A., Pordeus R.V., Azevedo C.A.V., Pereira J.O., Lima V.L.A. and Azevedo M.R.Q.A. (2014) Optimization of furrow irrigation systems with continuous flow using the software applied to surface irrigation simulations- SASI. African Agricultural Research. 9(42): 3115-3125.
  25. Mostafazadeh B. and Walker W.R. (1987) Furrow geometry under surge and continuous flow. Iran Agricultural Research. 6(2): 57-71.
  26. Stringham G.E. and Keller J. (1979) Surge flow for automatic irrigation. ASCE Irrigation and Drainage Specialty Conference, Albuquerque, New Mexico: 132-142.
  27. Walker W.R. (2005) Multilevel calibration of furrow infiltration and roughness. Journal of Irrigation Drainage Engineering. 131(2): 129-136.
  28. Walker W.R. and Humpherye A.S. (1983) Kinematic-wave furrow irrigation model. Irrigation and Drainage Engineering. 109(4): 377-392.
  29. Walker W.R. and Skogerboe G.V. (1987) Surface irrigation theory and practice. Prentice- Hall, Englewood Cliffs, New Jersey. 386 p.
  30. Wu D., Xue J, Bo X., Meng W., Wu Y. and Du T. (2017) Simulation of irrigation uniformity and optimization of irrigation technical parameters based on the SIRMOD model under alternative furrow irrigation. Irrigation and Drainage. Published online in Wiley Online Library, doi: 10.1002/ird.2118.

Water and Irrigation Management
Volume 7, Issue 1
March 2018
Pages 151-166