Understanding physical clogging in drip irrigation: in situ, in-lab and numerical approaches

Autor: Salim Bounoua, Bruno Molle, Séverine Tomas, Pierre Haldenwang, Jérôme Labille, Surani Nuur Izzati, Jacques Granier
Přispěvatelé: Laboratoire des Essais et Recherches des Matériaux d'Irrigation, Irstea, Centre européen de recherche et d'enseignement des géosciences de l'environnement (CEREGE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Collège de France (CdF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), International Consortium for the Environmental Implications of Nanotechnology (iCEINT), Aix en Provence, France, Gestion de l'Eau, Acteurs, Usages (UMR G-EAU), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-AgroParisTech-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Laboratoire de Mécanique, Modélisation et Procédés Propres (M2P2), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Collège de France (CdF (institution))-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-AgroParisTech-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Marseille (ECM)-Aix Marseille Université (AMU), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Aix Marseille Université (AMU)-Collège de France (CdF (institution))-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2016
Předmět:
Engineering
0208 environmental biotechnology
Flow (psychology)
Soil Science
02 engineering and technology
Drip irrigation
MICROIRRIGATION SYSTEMS
Clogging
IRRIGATION
Fluid dynamics
LABYRINTH CHANNELS
NUMERICAL APPROACHES
[SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces
environment
FLUID DYNAMICS
Water Science and Technology
AGRICULTURAL PLOTS
LABORATORY ANALYSIS
CLAY MINERALS
business.industry
Environmental engineering
Low-flow irrigation systems
FIELD OBSERVATIONS
04 agricultural and veterinary sciences
VELOCITY
[SDE.ES]Environmental Sciences/Environmental and Society
6. Clean water
020801 environmental engineering
COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS
BIOLOGICAL CLOGGING
Flow velocity
FLUID VELOCITY FIELD
Agglomerate
040103 agronomy & agriculture
0401 agriculture
forestry
and fisheries
Seeding
business
Agronomy and Crop Science
Zdroj: Irrigation Science
Irrigation Science, Springer Verlag, 2016, 34 (4), pp.327-342. ⟨10.1007/s00271-016-0506-8⟩
Irrigation Science, 2016, 34 (4), pp.327-342. ⟨10.1007/s00271-016-0506-8⟩
ISSN: 0342-7188
1432-1319
DOI: 10.1007/s00271-016-0506-8⟩
Popis: [Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]GEUSI; International audience; Dripper clogging is a major drawback of microirrigation systems that must be addressed to improve their efficiency and durability. Particle-induced clogging is first studied in situ. The experiments consist in observing in real conditions the behavior of a series of drippers fitted on an agricultural plot in the south of France. The plot is supplied from a canal with Durance River water. The latter is loaded with sediments that gradually clog drippers and filters. Water analysis reveal that physicochemical clogging prevails over biological clogging. This characterization helps in setting in-lab experiment protocol. Indeed, besides field observation of clogging, laboratory analyses of both the irrigation water and the clogging material are performed with reactive and inert clay: smectite and an illite-calcite mix. A surprising tendency is observed: Salt concentration in smectite seeded water decreases the clogging, whereas it increases agglomerate size. Computational fluid dynamic simulations are carried out to investigate the impact of particles on flow behavior. Results demonstrate that clay particles interacting with the flow govern the complex structure of the fluid velocity fields inside the dripper labyrinth channel.
Databáze: OpenAIRE
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