| آنچه در اينجا به‌عنوان روابط هيدروليکى درسيستم آبيارى کرتى ذکرمى‌شود بر مبناى دستورالعمل‌هاى طراحى است که توسط مؤسسه حفاظت خاک آمريکا (SCS) ارائه شده و در آن از مفهوم شماره منحنى نفوذ که قبلاً در مبحث اصول فيزيکى خاک صحبت به ميان آمد استفاده شده است. آزمايشات نفوذ که در طراحى سيستم آبيارى کرتى مورد لزوم است توسط حلقه‌هاى نفوذ و يا کرت‌هاى بسيار کوچکى که پر از آب مى‌شود انجام مى‌گردد. البته با فرض اينکه محل آزمايش نماينده کل اراضى مورد بحث باشد. معادله‌هاى هيدروليکى که بر اساس آنها پارامترهاى طراحى محاسبه مى‌شوند عبارتند از: معادله پيوستگي، معادله نفوذ و معادله مانينگ در جريان‌هاى روباز که به کرت‌هاى پهن با عمق محدود تعميم داده مى‌شود. زمان خالص نفوذ (Tn) در يک کرت مسطح از معادله‌هاى مشابه معادله Tn = [ ( in( W / P ) - c) / a] 1 / b محاسبه مى‌شود بدون آنکه نيازى به اصلاح محيط خيس شده و يا فاصله‌اى مانند فاصله فاروها داشته باشد:
|
|
| (معادله ۱): |
Tn = [(in - c)/a] (1/b) |
|
|
| زمان لازم براى پيشروى آب (Tt) از حاصل‌ضرب زمان نفوذ مقدار خالص آبيارى در نسبت پيشروى جزئى (Tt/Tn) که خود تابعى از راندمان الگوى توزيع آب است، به دست مى‌آيد زيرا:
|
|
| (معادله ۲): |
FAR = Tt / Tn |
|
|
| (معادله ۳): |
Tt = (FAR) Tn |
|
|
| بنابراين براى به دست آوردن زمان پيشروى (Tt) در آبيارى کرتى ابتدا مقدار Tn را از فرمول ۱ بدست آورده و در FAr ضرب مى‌کنيم حال سؤال اين است که براى FAR چه مقدارى را بايد انتخاب کرد. انتخاب FAR بستگى به راندمان مورد نظر دارد. از جدول (نسبت Tt به Tn براى راندمان‌هاى مختلف الگوى توزيع) يا شکل (منحنى تخمين راندمان الگوى توزيع از روى نسبت Tt/Tn در سيستم آبيارى کرتي) مى‌توان با داشتن راندمان مورد نظر مقدار FAr يا Tt/Tn را بدست آورده و در معادله(۳) قرار داد. درصورتى که به شکل يا جدول فوق دسترسى نباشد مى‌توان از معادله زير که رابطه بين راندمان (ed) و نسبت زمان پيشروى (Tt/Tn) است استفاده کرد.
|
|
| (معادله ۴): |
ed = 105.81-32.676 (Tt / Tn) 0.5 |
|
|
| مزيت معادله فوق در اين است که مى‌توان براحتى آن را در برنامه‌‌هاى کامپيوترى گنجاند.
|
|
| مقادير پيشنهادى براى سطح کرت به ازاء انواع مختلف خاک‌ها و دبى جريان
|
|
|
|
|
| حال با داشتن زمان پيشروى (Tn) مى‌توان طول کرت را از معادله (۵) بدست آورد. در اين معادله Qu دبى در واحد عرض کرت يا حاصلبخش دبى ورودى به عرض کرت مى‌باشد که بر حسب متر مکعب در ثانيه در هر متر عرض يا معادل متر مربع در ثانيه توصيف مى‌شود.
|
|
| (معادله ۵): |
L = ( (6)(104)(Qu)(Tt) ) / ( a(Tt)b )/ ( 1+b ) + c + ( 1798(n)3.8(Qu)9.16(Tt)3.16 ) |
|
|
| مقدار n ضريب زبرى مانينگ است که عدد توصيه شده براى آن در کرت‌هاى مختلف به‌شرح ذيل مى‌باشد:
|
|
| - کرت‌هاى کشت نشده و صاف |
n = 0.04 |
| - کرت‌هاى کشت شده با غلات
|
n = 0.10 |
| - کرت‌هاى کشت شده با يونجه و گياهان مشابه
|
n = 0.15 |
| - کرت‌هاى کشت شده با پنبه و چغندر و گياهان مشابه
|
n= 0.25 |
|
|
| بنابراين اگر دبى کرت در هر واحد عرض را داشته باشيم با انتخاب راندمان آبيارى و تعيين زمان پيشروى مى‌توان مستقيماً از روى معادله (۵) طول کرت را بدست آورد. ولى اگر طول کرت و زمان پيشروى را داشته باشيم براى بدست آوردن دبى واحد مى‌بايست معادله فوق را به روش‌هاى محاسبات عددى و آزمون و خطا حل کرد. زيرا اين معادله غيرخطى است و حل آن فقط به‌طريق عددى امکان‌پذير است. يکى از روش‌هاى ساده حل عددى اينگونه معادله‌ها روش نيوتن است که مى‌توان آن را با برنامه‌اى مناسب به ماشين‌هاى حساب و يا کامپيوتر داد.
|
|
| زمان قطع جريان ورودى به کرت (Tco) زمانى است که لازم است مقدار ناخالص آبيارى (ig) وارد سطح کرت شود. اين زمان از معادله (۶) بدست مى‌آيد.
|
|
| (معادله ۶): |
Tco = inL / 600 (Qu) ed |
|
|
| که در آن :
|
|
| Tco = زمان قطع جريان پس از شروع آبيارى کرت، (دقيقه)
|
| in= عمق خالص آبياري، (ميلى‌متر)
|
| ed= راندمان آبياري، درصد.
|
|
|
| توجه داشته باشيد که در معادله (۶) فرض شده است که راندمان کاربرد آب درمزرعه ۱۰۰ درصد باشد. يعنى تمام آبى که به مدخل وسيله پخش مى‌شود به داخل کرت هدايت و در خاک نفوذ کرده است. اگر به دلايلى اين راندمان (ea) صددرصد نباشد معادله به‌صورت فرمول (۷) خواهدبود.
|
|
| (معادله ۷): |
Tco =( in(L) )/ ( 6 (Qu)(ea) (ed) ) |
|
|
| که ea و ed هر دو برحسب درصد مى‌باشند. در معادلات فوق in/en برابرنفوذ ناخالص يا ig مى‌باشد.
|
|
| عمق جريان آبى که وارد کرت مى‌شود يکى از پارامترهاى مهم است زيرا ارتفاع پشته‌هاى اطراف کرت بستگى به اين عمق دارد. اگر حداکثر اين عمق dmax باشد ارتفاع پشته‌ها بايد dmax1.25 باشد. علاوه بر اين پشته‌ها بايد داراى شيب جانبى ۵/۲ (افقي) به يک (عمودي) باشند. حداکثر عمق جريان آب (dmax) را مى‌توان از کاربرد فرمول مانينگ درمعادله (۶) و با فرض اينکه عمق متوسط جريان ۸۰ درصد عمق ماکزيمم جريان باشد آورد. عمق ماکزيمم جريان عبارت است از:
|
|
| (معادله ۸): |
dmax = 2250(n)3.8(Qu)9.16(Tco)3.16 |
|
|
| که در آن:
|
|
| dmax= عمق ماکزيمم جريان mm
|
|
|
| چنانچه زمان پيشروى (Tt) بزرگ‌تر از زمان قطع جريان باشد (Tt>Tco) در معادله (۸) به‌جاى Tco بايد Tt را قرار داد.
|
