روابط هیدرولیکی(۲)

حجم آبى که ‌به‌صورت ذخيره مقوت در داخل فارو وجود داشته (V_s) و هنوز در خاک نفوذ نکرده است. از فرمول تجربى (۳۲) قابل محاسبه است:

(معادله ۳۲):

Vs = L/0.305 { 2.947[Qn/(S0.5)]0.735 - 0.0217 }

توجه داشته باشيد که Q مقدار دبى حجمى ورودى (ليتر در ثانيه) به فارو است.

مقدار نفوذ آب در سيستم آبيارى فارو بر حسب ارتفاع آب در سطح کل مزرعه توصيف شود. به اين دليل مقدار نفوذى که توسط معادله SCS بدست مى‌آيد (i = [a(t)^b +c]) بايد بر حسب نسبت محيط خيس شده به فاصله بين فاروها اصلاح شود. بدين‌ترتيب که:

(معادله ۳۳):

i = [a(t)b +c] P/W

در اين فرمول:

W= فاصله بين پشته‌هاى فارو، (متر)

زمان رسيدن جبهه پيشروى جريان آب در فارو بر اساس دستورالعمل SCS با معادله زير محاسبه مى‌شود:

(معادله ۳۴):

Tt = (X/f) exp[gX / Q (S)0.5]

که در آن:

T_t = زمان پيشروي، (دقيقه)

X = فاصله از ابتداى فارو، (متر)

f = ضريب ثابت پيشروى که بسته به نوع خاک متفاوت است جدول (شماره منحنى‌هاى نفوذ و ضرائب پيشروى براى شرايطى که نفوذ برحسب ميل‌متر، زمان بر حسب دقيقه و طول بر حسب متر توصيف شود)

g = ضريب ثابت پيشروى که به بسته به نوع خاک متفاوت است جدول (شماره منحنى‌هاى نفوذ و ضرائب پيشروى براى شرايطى که نفوذ برحسب ميل‌متر، زمان بر حسب دقيقه و طول بر حسب متر توصيف شود)

Q = دبى حجمى ورودى در فارو، (ليتر در ثانيه)

S = شيب فارو، m/m

در شکل (مراحل مختلف الگوى جريان آب روى خاک) مشهود است، فرصت نفوذ (T₀) عبارت است از زمان آبيارى (T_co) منهاى زمان پيشروى (T_t) به اضافه زمان پسروى (T_r).

(معادله ۳۵):

T0 = Tco - Tt + Tr

در اين فرمول:

T₀ = زمان فرصت نفوذ، دقيقه

T_co = زمان قطع، دقيقه

T_t = زمان پيشروي، دقيقه

T_r = زمان پسروي، دقيقه

در فرمول فوق زمان پسروى مرحله تخليه را نيز شامل شده است. زمان قطع آبيارى (T_co) منعکس کننده مديريت آبيارى و نظر زارع و طراح سيستم آبيارى است. اين زمان بايد طورى باشد که مقدار آب کافى مورد لزوم، بدون‌آنکه تلفات عمقى زيادى در برداشته باشد، در سرتاسر فارو به داخل خاک نفوذ کند. Tco معمولاً مساوى زمان پيشروى کامل آب به انتهاى فارو (T_r) به اضافه زمان لازم براى نفوذ مقدار خالص آب مورد نياز (T_n) منهاى زمان عقب‌نشينى در نظر گرفته مى‌شود. يعنى اينکه T_co = T_t + T_n - TT_r. بنابراين اگر اين مقدار را در معادله (۳۵) قرار دهيم زمان T0 برابر Tn بدست خواهد آمد(T₀ = TT_n). حال اگر in مقدار خالص آب مورد نياز جهت نفوذ باشد، زمان لازم براى نفوذ اين مقدار آب از جابجائى اجزاء معادله (۳۳) بدست مى‌آيد:

(معادله ۳۶):

Tn = [(in(W/P) - c) / a](1/b)