Yüzeyaltı damla sulama sistemlerinde damlatıcı debi değişimlerinin tarla koşullarında su uygulama eş dağılımı açısından değerlendirilerek modellenmesi

Abstract

Yüzeyaltı damla sulama sisteminde, damlatıcı debi değeri damlatıcının çıkışında bulunan toprağın negatif (geri) basıncı nedeniyle azalmaktadır. Bu çalışmada yüzeyaltı damla sulama sisteminde kullanılan lateral hatlarında bulunan damlatıcılardaki debi değişimleri incelenmiştir. Öncelikle, tarla koşullarında bitki materyali bulunmaksızın, akış değişimini gösteren debi değişim katsayısı (CVq) değerleri farklı özelliklere sahip damlatıcılar yardımıyla belirlenmiştir. Bu amaçla, toprak yüzeyine ve toprağın 30 cm derinliğine yerleştirilen basınç ayarlı (1.6 ve 2.3 L/h debiye sahip) ve basınç ayarlı olmayan (2 ve 4 L/h debiye sahip) damlatıcılar kullanılmıştır. Buna ek olarak, toprağın 30 cm derinliğine gömülen lateral hatlarında bulunan damlatıcılara ait negatif basınç değerlerinin değişim katsayıları (CVhs) ölçülmüştür. Ölçülen bu değerler yardımıyla HYDRUS 2D programı kullanılarak toprakta bulunan su tutma eğrisi parametreleri olan α ve ks değerleri belirlenmiştir. Daha sonra ise aynı çalışma koşulları ve orta bünyeli heterojen topraklar için yüzey ve yüzeyaltı damla sulama sisteminde kullanılan lateralleri simüle etmek amacıyla MATLAB programlama dili yardımıyla hazırlanan bir simülasyon programı kullanılmıştır. Basınç ayarlı damlatıcıların CVq değerleri, hem toprak yüzeyinde ve hem de toprak altında kullanıldığında birbirlerine yakın sonuçlar elde edilmiştir. Bununla birlikte, özellikle 2 L/h debiye sahip basınç ayarlı olmayan damlatıcıların CVq değerlerinde bir azalma meydana gelmiştir. Bu durum, yüzeyaltı damla sulamada basınç ayarlı olmayan damlatıcı debilerinin kendinden ayarlı olmadığından, damlatıcı debisi ile toprağın negatif basınç değerlerinin birbirleri ile etkileşimleri sonucu ortaya çıkmaktadır. Sonuç olarak, basınç ayarlı olmayan damlatıcılar yüzeyaltı damla sulamada kullanıldığında yüzey damla sulamaya oranla daha fazla eş su dağılımı göstermişlerdir. Basınç ayarlı damlatıcılardaki eş dağılım ise hem yüzey ve hem de yüzeyaltı damla sulamada birbirleriyle benzerlik göstermiştir. Yüzeyaltı damla sulamada meydana gelen negatif basınç değerleri kabul edilen maksimum değere eşit veya bu değerin altında kalmıştır.

Emitter flow rate in subsurface drip irrigation decreases due to the high pressure of soil water at the discharge point of emitter. In this study, the variation in emitter discharge in subsurface drip irrigation laterals is examined. First, coefficient of variation of the emitter (CVq) was measured in field conditions without plant material with different drippers. For this purpose, four different dripper models are used: 2 L/h non- compensating, 4 L/h non-compensating, 1,6 L/h compensating and 2,3 L/h compensating models. Additionally, the soil pressure coefficient of variation CVhs was measured in buried emitters. By the help of the measured values in the soil, water retention curve parameters were determined with HYDRUS 2D program. Then, the irrigation uniformity was simulated with a MATLAB program in surface and subsurface drip irrigation laterals under the same operating conditions and mediumtextured heterogeneus soils. CVq values of the compensating emitter models were similar for both the surface and subsurface conditions. However, CVq values were decreased for the 2-L/h non-compensating model. This shows a possible self-regulation of non-compensating emitter discharge in SDI, due to the interaction between effects of emitter discharge and soil pressure. This resulted in a greater values of the irrigation uniformity of SDI non-compensating emitters than surface drip irrigation. The uniformity with pressure-compensating emitters would be similar in both cases, provided the overpressures in SDI are less than or equal to the compensation range lower limit.