در اين قسمت سعى مى‌شود از اصول ديناميکى سيالات استفاده و آنها را در طراحى سيستم‌هاى آبيارى فارو به‌کار ببريم. بدواً لازم به توضيح است که مهندسان در حل مسائل علاقه‌مند هستند که به يک جواب دقيق برسند اما اين طرز تفکر در طراحى سيستم‌هاى آبيارى زياد صادق نيست. زيار اين سيستم‌ها از دو جزء تشکيل شده‌اند: يک جزء آن مکانيکى است مثل پمپ و لولوه و شيرآلات و غيره و جزء ديگر طبيعى مثل خاک و گياه و اقليم که در سيستم‌هاى طبيعى نمى‌توان به يک راه حل دقيق دست يافت. بنابر اين آنچه مهندس روى ميز نقشه‌کشى طراحى مى‌کند آن چيزى نخواهد بود که در مزرعه نيز حاصل حاصل مى‌گردد. هيچ‌وقت دو مزرعه را مشاهده نخواهيد کرد که پارامترهاى آنها از نظر طراحى هيدروليکى سيستم آبيارى يکسان باشد. لذا نتايج حاصله از آزمايشات هيدروليکى نيز هيچگاه مشابه نخواهد بود. فرمول‌هاى هيدروليکى که در زير براى طراحى سيستم آبيارى فارو به‌کار مى‌رود بر اساس معادله‌هاى فيزيکى است که توسط مؤسسه حفاظت خاک آمريکا براى اين منظور ارائه و برخى از آنها در فصل سوم تشريح گرديده است. در طراحى اين سيستم‌ها به ضرائب ديگرى علاوه بر آنچه در فصل سوم ذکر شد نياز است که در جدول (شماره منحنى‌هاى نفوذ و ضرائب پيشروى براى شرايطى که نفوذ برحسب ميل‌متر، زمان بر حسب دقيقه و طول بر حسب متر توصيف شود) براى حالتى است که نفوذ بر حسب ميلى‌متر توصيف شده باشد. لازم به ذکر است که اين فرمول‌ها اساس هيدروليکى دارند اما بر اساس فرضيات مختلف تعديل‌هايى در آنها صورت گرفته است و لذا شکل آنها با معادله‌هاى تئوريک متفاوت است.
شماره منحنى‌هاى نفوذ و ضرائب پيشروى براى شرايطى که نفوذ برحسب ميل‌متر، زمان بر حسب دقيقه و طول بر حسب متر توصيف شود
شماره منحنى‌هاى نفوذ
a
b
c
f
g
۰/۰۵
۷/۱۶
۷/۰
۰/۶۱۸
۰/۵۳۳۴
۱/۰۸۸x۱۰-۴
۰/۱۰
۰/۶۱۹۸
۰/۶۶۱
۷/۰
۷/۲۵
۱/۲۵۱x۱۰-۴
۰/۱۵
۰/۷۱۱۰
۰/۶۸۳
۷/۰
۷/۳۴
۱/۴۱۴x۱۰-۴
۰/۲۰
۰/۷۷۷۲
۰/۶۹۹
۷/۰
۷/۴۳
۱/۵۷۸x۱۰-۴
۰/۲۵
۰/۸۵۳۴
۰/۷۱۱
۷/۰
۷/۵۲
۱/۷۴۱x۱۰-۴
۰/۳۰
۰/۹۲۴۶
۰/۷۲۰
۷/۰
۷/۶۱
۱/۹۰۴x۱۰-۴
۰/۳۵
۰/۹۹۵۷
۰/۷۲۹
۷/۰
۷/۷۰
۲/۰۶۷x۱۰-۴
۰/۴۰
۱/۰۶۴
۰/۷۳۶
۷/۰
۷/۷۹
۲/۲۳۰x۱۰-۴
۰/۴۵
۱/۱۳۰
۰/۷۴۲
۷/۰
۷/۸۸
۲/۳۹۳x۱۰-۴
۰/۵۰
۱/۱۹۶
۰/۷۴۸
۷/۰
۷/۹۷
۲/۵۵۶x۱۰-۴
۰/۶۰
۱/۳۲۱
۰/۷۵۷
۷/۰
۸/۱۵
۲/۸۸۳x۱۰-۴
۰/۷۰
۱/۴۴۳
۰/۷۶۶
۷/۰
۸.۳۳
۳/۲۰۹x۱۰-۴
۰/۸۰
۱/۵۶۰
۰/۷۷۳
۷/۰
۸/۵۰
۳/۵۳۵x۱۰-۴
۰/۹۰
۱/۶۷۴
۰/۷۷۹
۷/۰
۸/۶۸
۳/۸۶۲x۱۰-۴
۱/۰۰
۱/۷۸۶
۰/۷۸۵
۷/۰
۸/۸۶
۴/۱۸۸x۱۰-۴
۱/۵۰
۲/۲۸۴
۰/۷۹۹
۷/۰
۹/۷۶
۵/۸۱۹x۱۰-۴
۲/۰۰
۲/۷۵۳
۰/۸۰۸
۷/۰
۱۰/۶۵
۷/۴۵۱x۱۰-۴
نفوذ در جويچه و محاسبه زمان لازم براى نفوذ مقدار مشخص آب در فارو با سيستم‌هاى ديگر آبيارى سطحى متفاوت است. زيرا در فارو نفوذ فقط از محيط خيس شده صورت مى‌گيرد ، در حالى که مقدار نفد بايد برحسب واحد طول روى سطح مزرعه توصيف گردد. براى اندازه‌گيرى نفوذ در فارو قطعه‌اى از آن (مثلاً ۶۰ تا ۹۰ متر براى خاک‌هاى شنى و ۱۵۰ تا ۱۸۰ متر براى خاک‌هاى سنگين) انتخاب و با نصب فلوم در دو انتهاى فارو جريان ورودى و خروجى از آن در زمانى حدوداً معادل زمان آبيارى اندازه‌گيرى مى‌شود. متوسط نفوذ آب (Intake) در طول فارو عبارت خواهد بود از:
(معادله ۳۰):
i = 1/LP (Vin -Vout - Vs)
که در آن:
i = متوسط مقدار نفوذ آب در فارو در سطح خيس شده آن، (ميلى‌متر)
L = فاصله بين دو نقطه‌اى که در آن جريان ورودى و خروجى اندازه‌گيرى مى‌شود، (متر)
P = محيط خيس شده، متر (فرمول ۳۱)
Vin = حجم جريان ورودي، (ليتر)
Vout = حجم جريان خروجي، (ليتر)
Vs = حجم آبى که به‌صورت ذخيره در فارو باقى‌مانده و هنوز درخاک نفوذ نگرده است، (ليتر)
مقدار تنظيم شده محيط خيش شده فارو از فرمول (۳۱) قابل محاسبه است:
(معادله ۳۱):
P = 0.265 [Qn/(S0.5)]0.425 + 0.227
که در آن:
P= محيط خيس شده اصلاح شده (m)
Q= دبى ورودى فارو (ليتر در ثانيه)
n= ضريب زبرى مانينگ براى فارو که معمولاً ۴% در نظر گرفته مى‌شود.
S= شيب فارو يا گراديان هيدروليکي، (متر/متر) زيرا پس از آنکه جريان آب در فارو متعادل شد گراديان هيدروليکى و شيب فارو برابر مى‌شوند.
