ارزیابی عملکرد صفحات آبده ژئوکمپوزیت بر الگوی توزیع رطوبت در آبیاری زیرسطحی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران.

2 گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

10.22034/nawee.2026.576685.1200
چکیده
هدف: هدف از این پژوهش بررسی تاثیر ابعاد و نوع مواد صفحات آبده ژئوکمپوزیت بر الگوی توزیع رطوبت در خاک می‌باشد.
مواد و روش‌ها : آزمایش به‌صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی با دو فاکتور و سه تکرار انجام شد. فاکتور اول، ابعاد صفحات آبده ژئوکمپوزیت در سه سطح (4×4، 8×8 و 12×12) سانتی‌متر، فاکتور دوم، نوع مواد صفحات آبده ژئوکمپوزیت در دو سطح (سطح اول دو لایه ژئوتکستایل در دو طرف ژئونت و سطح دوم یک لایه ژئوتکستایل و یک لایه ژئوممبران طرفین ژئونت) و قطره‌چکان تنظیم کننده فشار ( lit.h-18) دارای پوشش به عنوان تیمار شاهد در نظر گرفته شد.
نتایج نتایج نشان داد که صفحات آبده ژئوکمپوزیت با ابعاد (12×12) سانتی‌متر و به‌صورت یک لایه ژئوتکستایل و یک لایه ژئوممبران طرفین ژئونت با کاهش حدود 37 درصد مساحت خیس شده سطح زمین و افزایش 19/28 درصد حداکثر سطح خیس شده پروفیل رطوبتی نسبت به تیمار شاهد (قطره‌چکان با پوشش)، بیشترین تاثیر و بهترین شرایط پیاز رطوبتی را ایجاد می‌کند. بیشترین مقدار مساحت مربوط به تیمار صفحات آبده ژئوکمپوزیت با ابعاد (12×12) سانتی‌متر و ترکیب یک لایه ژئوتکستایل و یک لایه ژئوممبران در طرفین ژئونت (12TM) و در حدود 4500 سانتیمتر مربع بوده و کمترین مقدار مربوط به تیمار شاهد قطره‌چکان با پوشش (CTRL) و مقدار 3250 سانتیتر مربع اختصاص دارد.
نتیجه‌گیری : به‌طور کلی نتایج نشان داد که استفاده از صفحات آبده ژئوکمپوزیت باعث کاهش سطح خیس شده زمین و افزایش حداکثر سطح خیس شده پروفیل‌ خاک در سطح معنی‌دار یک درصد گردیده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله English

Performance Evaluation of the Geocomposite Water Emitting Sheets on the Soil Moisture Distribution Pattern in Subsurface Irrigation System

نویسندگان English

Fatemeh Heshamti 1
Mahdi Ghobadinia 2
Mohammadreza Nouri-Emamzadei 2
Sayyed-Hassan Tabatabaei 2
1 Department of water Engineering, Faculty of Agriculture, Shahrekord University, Shahrekord, Iran
2 Department of water Engineering, Faculty of Agriculture, Shahrekord University, Shahrekord, Iran
چکیده English

Objective: The primary objective of this research was to investigate the influence of dimensions and material types of geocomposite irrigation plates on soil moisture distribution patterns.
Methods: The experiment was conducted as a two-factor factorial design based on a completely randomized design (CRD) with three replications. The first factor involved geocomposite plate dimensions at three levels (4×4, 8×8, and 12×12 cm). The second factor compared two material types: Type 1 consisted of two geotextile layers sandwiching a geonet, and Type 2 consisted of one geotextile layer and one geomembrane layer on either side of the geonet. A pressure-compensating emitter (8 L/h) with a cover served as the control treatment (CTRL).
Results: Results indicated that 12×12 cm geocomposite plates with one geotextile layer and one geomembrane layer (12TM) achieved the most significant effect and optimal wetted bulb conditions. This treatment resulted in a 37% reduction in the soil surface wetted area and a 28.19% increase in the maximum wetted area of the soil moisture profile compared to the control. The maximum wetted area was associated with the 12TM treatment (approximately 4500 cm²), while the minimum was recorded for the control (3250 cm²).
Conclusions: Overall, the results demonstrated that the utilization of geocomposite irrigation plates significantly reduced the surface wetted area while increasing the maximum wetted area within the soil profile, with statistical significance at the 1% level.

کلیدواژه‌ها English

Geotextile
Geomembrane
Pressure compensating drip emitter, Soil wetting pattern
پاک‌نژاد، م.، قبادی‌نیا، م.، طباطبائی.، س. ح (1403). بررسی بهبود پیاز رطوبتی در آبیاری زیرسطحی با لوله‌های روزنه‌دار و استفاده از تشک‌های ژئوتکستایل. پژوهش آب ایران، 18(2)، 4958.
پاک‌نژاد، م.، طباطبائی، س. ح.، قبادی‌نیا، م. موسوی زاده، ر (1404). تاثیر جهت خروج آب از لوله‌های لاترال بر الگوی توزیع رطوبت در آبیاری قطره‌ای زیرسطحی در شرایط استفاده از ژئوتکستایل. رویکردهای نوین در مهندسی آب و محیط‌زیست، (1)4: 164- 177.
ذاکری نیا، م.، باقری، ک. (1405). امکان‌سنجی تاثیر کودآبیاری قطره ای سطحی و زیر سطحی با پساب بر عملکرد کلزا. رویکردهای نوین در مهندسی آب و محیط‌زیست، (1)5: 128-141
حشمتی ف.، قبادی‌نیا، م.، نوری امامزاده‌ای م.، طباطبائی س. ح ( 1396). تأثیر کاربرد صفحات ژئوکمپوزیت بر پیاز رطوبتی در سیستم آبیاری زیرسطحی نشریه حفاظت منابع آب و خاک، 7:41-52
شریف‌بیان‌الحق، م. ح (1376). توزیع رطوبت در پروفیل خاک از منبع نقطه‌ای در سطوح شیب‌دار. پایان‌نامه کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان، ایران.
شریف‌نیا، ر.، میرزایی، ف.، لیاقت، ع (1388). عوامل مؤثر بر شکل خیس‌شدگی خاک در آبیاری قطره‌ای و اصلاح موقعیت قطره‌چکان در اراضی شیب‌دار. پژوهش آب ایران، 3: 916.
طباطبائی، س. ح.، گوگوچانی، س.، قبادی‌نیا، م.، متقیان، ح.، عسگری، ع (1404). اثر کاربرد دوترازی صفحات ژئوکمپوزیت بر ویژگی‌های شیمیایی و بیوشیمیایی خاک در شرایط استفاده از فاضلاب. مدل‌سازی و مدیریت آب و خاک، 5(1): 114.
علیزاده، امین .1388. اصول و عملیات آبیاری قطره‌ای. انتشارات آستان قدس رضوی، 415 صفحه.
گوگوچانی، س.، قبادی‌نیا، م.، طباطبائی، س. ح.، متقیان، ح.، عسگری، ع ( 1403). اثر کاربرد دوترازی صفحات ژئوکمپوزیت بر کیفیت پساب دانشگاه شهرکرد. مدل‌سازی و مدیریت آب و خاک، 4(4): 203221.
Alizadeh, A., 2009. Principles and Practices of Drip Irrigation. Astan Quds Razavi Publications, Mashhad, Iran. 415 p. [In Persian]
Ayars, J. E., Fulton, A., Taylor, B., 2015. Subsurface drip irrigation in California—Here to stay?. Agricultural water management, 157: 39-47. doi: 10.1016/j.agwat.2015.01.001
Blond, E., Boyle, S., Ferrara, M., Herlin, B., Plusquellec, H., Rimoldi, P., Stark, T., 2019. Applications of geosynthetics to irrigation, drainage and agriculture. Irrigation and Drainage, 68(1):67-83.
Dehghanisanij, H., Mirlatifi, S. M., Emami, S., Rajabzadeh, T., 2025. Reducing the clogging of emitters in drip irrigation systems using acid washing and ultrasonic technology. Scientific reports, 15(1): 12499. doi:10.1038/s41598-025-95915-w
Googoochani, S., Ghobadinia, M., Tabatabaei, S. H., Motaghian, H., Asgari, A., 2024. The effect of using bi-levels of geocomposite sheets on the quality of Shahrekord University wastewater. Water and Soil Management and Modelling, 4(4): 203-218. doi:10.22098/mmws.2023.13732.1362. [In Persian]
Heshmati, F., Ghobadinia, M, Nouri, M.R, Tabatabaei, S.H., 2017. The effect of geocomposite sheets on the wetting pattern in subsurface irrigation system. Journal of Water and Soil Resources Conservation, 7(2):41-52.[In Persian]
Li, J., Zhang, J., Rao, M. 2004., Wetting Pattern and Nitrogen Distribution as Affected by Fertilization Strategies from a Surface Point Source. Agricultural Water Management, 67: 89-104.
Najafi, P., Tabatabaei, S.H. 2010., Aplication of sand and geotextile envelope in subsurface drip irrigation. African Journal of Biotechnology, 9: 5147-5150.
Paknejad, M., Ghobadinia, M., Tabatabaei, S. 2024., Improving wetting pattern in subsurface irrigation with perforated pipes and using geotextile mattresses. Iranian Water Research Journal, 18(2): 49-58. doi: 10.22034/IWRJ.2024.14680.2582. [In Persian]
Paknejad, M., Tabatabaei, S.H., Ghobadinia, M., Mousavizadeh, R. 2025., Effect of perforated pipe layout with geotextile padding on the soil wetting pattern. Journal of New Approaches in Water Engineering and Environment, 4(1): 164-177. doi: 10.22034/nawee.2025.498103.1127[In Persian]
Sharif‑Bayanolhagh, M. H. 1997., Soil moisture distribution in the soil profile from a point source on sloping lands (Master’s thesis, Irrigation and Drainage). Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran. [In Persian]
Sharifnia, R., Mirzaei, F., Layaqat, A. 2009., Factors affecting soil wetting pattern in drip irrigation and improvement of emitter placement on sloping lands. Iranian Water Research Journal, 3: 9–16. [In Persian]
Shi, K., Lu, T., Zheng, W., Zhang, X., Zhangzhong, L. 2022., A review of the category, mechanism, and controlling methods of chemical clogging in drip irrigation system’. Agricultural Water Management, 272: 107831. doi: 10.1016/j.agwat.2022.107831.
Tabatabaei, S., Googoochani, S., Ghobadinia, M., Motaghian, H. R., Asgari, A. 2025., The effect of using bi-levels geocomposite sheets on the chemical and biochemical characteristics of soil under wastewater reuse. Water and Soil Management and Modelling, 5(1), 1-14. doi: 10.22098/mmws.2023.13904.1372. [In Persian]
Zahaf, M., Oulhaci, D., Zegait, R. 2025., Novel low-cost solution for sustainable irrigation in hyper arid regions: Field evaluation of bottle-based subsurface systems. Ecological Engineering & Environmental Technology (EEET), 26(10):167-181. doi:10.12912/27197050/210495
Zakerinia, M., Bagheri K. 2026., The effect of surface and subsurface fertigation with waste water on Canola yield. Journal of New Approaches in Water Engineering and Environment, 5(1): 128-141. doi:10.22034/nawee.2025.495667.1125. [In Persian]