ISSN electrónico: 2007-2422   ISSN impreso: 0187-8336      Usted esta aquí: Inicio
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Particle size distribution and settling velocity of sediments in water diverted from the Yellow River during border-strip irrigation
  • Jinshan Li
  • Liangjun Fei
  • Zhen Chen
  • Xiulu Sun
Diversion of river water for irrigation is an important factor in sustainable agricultural development in the Yellow River basin. This study examines patterns in the advance of sediment in irrigation water diverted from the Yellow River during border-strip irrigation. An irrigation experiment was carried out on a 1.8 m-wide strip and a 2.7 m-wide strip of a fruit field in order to observe the advance rate of irrigation water, the distribution of settled sediment, and the concentration and particle size distribution of sediment in the water flow. The settling velocity of sediment particles was then calculated using an empirical formula. The results show that the irrigation water gradually slowed as it advanced along the strip length, and the amounts of deposited particles decreased from the top ends of the strips to their bottom ends. The decrease was especially sharp on the section of each strip between 40 and 120 m from the water pipe outlet. Overall, the size of particles carried by the irrigation water fell within the range of 0.004 to 0.016 mm, with coarse and fine particles making up small proportions of the sediment. The concentration of coarse particles was higher at the top ends than at the bottom ends, while the concentration of fine particles was higher at the bottom ends than at the top ends. The water content in the soil at several locations varied significantly before and after irrigation, and the deposition of sediment was found to exert a great influence on the infiltration of irrigation water. The particle size distribution of the sediment deposited along the strips accords with the law of sedimentation in that coarse particles accumulated primarily at the top ends of the strips as a result of high settling velocity. Moreover, the results demonstrate that it is feasible to simplify the water flow over the field to open-channel flow when calculating settling velocity. However, the formula for calculating settling velocity needs further modification to take into account the influences of flume rate and the scouring action of irrigation water on the surface sediment deposited on the strips.
Keywords: Water diverted from the Yellow River, border strip irrigation, sediment, particle size distribution, settling velocity.

Distribución del tamaño de partículas y velocidad de sedimentación en el agua desviada del río Amarillo para riego por amelgas

La desviación de agua de río para riego es un factor importante en el desarrollo agrícola sostenible en la cuenca del río Amarillo. El presente estudio examina los patrones de avance de sedimentos en el agua de riego desviada del río Amarillo en el riego por amelgas. Se llevó a cabo un experimento de riego en una amelga de 1.8 m y otra de 2.7 m de ancho en un campo frutal, con el fin de observar la tasa de avance del agua de riego y la distribución de sedimentos asentados, así como la concentración y distribución del tamaño de partículas de sedimento en el flujo de agua. Posteriormente, la velocidad de sedimentación de las partículas se calculó mediante una fórmula empírica. Los resultados muestran que el agua de riego se redujo poco a poco, a medida que avanzaba a lo largo de las amelgas, y la cantidad de partículas depositadas disminuyó de los extremos superiores a los extremos inferiores de éstas. La disminución fue especialmente marcada en la sección de cada amelga entre 40 y 120 m de la salida del tubo de agua. En general, el tamaño de partículas arrastradas por el agua de riego estuvo dentro del rango de 0.004 a 0.016 mm. Una pequeña proporción del sedimento estaba formada por partículas gruesas y finas. La concentración de partículas gruesas fue mayor en los extremos superiores que en los extremos inferiores, mientras que la concentración de partículas finas fue mayor en los extremos inferiores. El contenido hídrico del suelo en varios lugares varió significativamente antes y después del riego, y la deposición de sedimentos ejerció una gran influencia sobre la infiltración del agua de riego. La granulometría de los sedimentos depositados a lo largo de las amelgas concuerda con la ley de sedimentación en que las partículas gruesas se acumulan en particular en los extremos superiores de las melgas, como resultado de la alta velocidad de sedimentación. Por otra parte, los resultados demuestran que es factible simplificar el flujo de agua sobre el campo a canal abierto al calcular la velocidad de sedimentación. Sin embargo, la fórmula para calcular la velocidad de sedimentación necesita una modificación adicional, al tener en cuenta las influencias de la tasa de flujo y la acción erosiva del agua de riego en el sedimento superficial depositado en las melgas.
Palabras clave: agua desviada del río Amarillo, riego por amelgas, sedimento, distribución de tamaño de partículas, velocidad de sedimentación.