مقاله ارزیابی مقدار آب برگشتی ناشی از آبیاری در حوضه آبریز زرینه رود و تاثیر بکارگیری سیستمهای آبیاری تحت فشار بر آن با استفاده از مدلSWAT

word قابل ویرایش
9 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
8700 تومان

ارزیابی مقدار آب برگشتی ناشی از آبیاری در حوضه آبریز زرینه رود و تاثیر بکارگیری سیستمهای آبیاری تحت فشار بر آن با استفاده از مدلSWAT

چکیده

افزایش راندمان آبیاری و بهکارگیری سیتمهـای آبیـاری تحـتفشـار بـهعنـوان یکـی از راهکارهـای پیشنهادی به منظور احیای دریاچه ارومیه مطرح شده است. با توجه به تاثیر این راهکار بـر اجـزای بـیلان ماننـد تبخیر و تعرق، دبی خروجی از حوضه، نفوذ عمقی و رواناب سطحی، بررسی علمـی اثـرات آن اهمیـت زیـادی دارد.با درنظر گرفتن مقیاسی بزرگتر برخی ازمؤلفههای بیلان آبوارد آب زیرزمینی شده و یا بـه رودخانـه مـیز پیونددو میتوان آنها را بهعنوان آب برگشتی در نظر گرفت. در ایـن مطالعـه از مـدل TطSW جهـت بررسـی اهمیت این مؤلفه استفاده شده و سپس به ارزیابی مقادیر آب برگشـتی و توزیـع مکـانی آنهـا در حوضـه در دو سناریوی وضع موجود و اعمال سناریوی آبیاری تحتفشار پرداخته میشود. نتایج این تحقیق نشان داد کـه آب برگشتی را میتوان به عنوان یکی از مؤلفههای مهم در حوضه به شمار آورد. به طوریکه مقدار ۴۶ درصد از آبیاری صورت گرفته به صورت آب برگشتی به حوضه بازمیگردد که در سـناریوی آبیـاری تحـتفشـار بـه ۳۲ درصد کاهش مییابد. همچنین با اعمال آبیاری تحتفشار و با توجه به افـزایش تبخیـر و تعـرق و کـاهش آب برگشتی مقدار دبی خروجی از حوضه کاهش ناچیزی مییابد.

-۱ مقدمه

رشد روزافزون جمعیت و تامین نیاز غذایی آن نیاز به کشاورزی را به طور فزایندهای افزایش داده است. در این میان و با توجه به محدودیت منابع آب و پراکنش نامناسب زمانی و مکانی بارشها در اکثر مناطق دنیا، آب به عنوان مهمترین عامل محدود کننده در گسترش کشاورزی معرفی شده است.حوضه آبریز دریاچه ارومیه و رودخانه زرینهرود یکی از این مناطق میباشد که در سالهای اخیر با افزایش برداشت آب به منظور کشاورزی وکاهش شدید ورودی به دریاچه مواجه شده است . یکی از برنامههایی که برای حل این مشکل در نظر گرفته شده اجرای آبیاری تحت فشار در مزارع این منطقه میباشد. اعمال سیستمهای آبیاری نحتفشار در مزارع باعث کاهش نفوذ عمقی و رواناب سطحیبه ( عنوان تلفات آبیاری)شده و در نتیجه نقش مؤثری در کاهش تقاضا و افزایش راندمان مصرف آب در آبیاریدارد. آن چه که در این زمینه حائز اهمیت است این است که این تلفات با وجود اینکه برای گیاه قابل استفاده نیست، ولی پس از ورود آنها به منابع آبهای سطحی و زیرزمینی حوضه میتوان از آنها در پایین دست حوضه و برای اهداف دیگر استفاده کرد.در بسیاری از مطالعات از این قسمت آبیاری به عنوان آب برگشتی نام برده شده است. در یکی از اولین تعریفهای ارائه شده از آب برگشتی،((۱۹۶۰ أپع آب برگشتی را به صورت ترکیبی از روانآب بارندگی، آب آبیاری و زهکشی زیرزمینی که به رودها و کانالها می ریزد، تعریف کرد. کغکععکئه و همکاران (۲۰۰۳) و ئکتA و همکاران (۲۰۰۴) با در نظر گرفتن دیدی گستردهتر و در یک حوضه وسیع، آب برگشتی را برابر با مقدار آبی در نظر گرفتند که دوباره به کاربران پایین دست اختصاص پیدا میکند. به طوری که توانایی به کارگیری دوباره آن را داشته و در مناطقی که رودخانهها بخش زیادی از آب آبیاری را تامین میکنند میتواند به عنوان یک منبع مهم مورد توجه قرار گیرد.
همچنین همکاران (۲۰۰۵) روشهای سنتی آبیاری مانند آبیاری جویچهای را به عنوان یکی از منابع آب برگشتی معرفی کرده که میتوانند با افزایش رواناب سطحی، نفوذ عمقی و افزایش تراز آب موجب افزایش آب برگشتی شده که در نهایت به سیستم رودخانهای میپیوندد.غwپطB و همکاران (۲۰۱۲) نیز آب مصرفی کشاورزی را به دو بخش آب مصرفی (غیر قابل بازگشت) و آب غیر مصرفی ( قابل بازگشت) تقسیم بندی کرده و در نفوذ عمقی و زهکش از مزرعه را به عنوان آب برگشتی در نظر گرفت.

شروع تحقیقات در رابطه با برآورد آب برگشتی مربوط به سال ۱۸۸۵ در طک۲غأپژ هع شمال کلرادو میباشد. از آن زمان تاکنون مطالعات گوناگونی در این رابطه صورت گرفته و روشهای گوناگونی برای تعیین آب برگشتی به کار رفته است. از این روشها میتوان به آزمایشات صحرائی( [۶]، [۷] و ([۸]مدلسازی برهمکنش آبهای زیرزمینی و سطحی([۹] و ([۱۰] و استفاده از معادلات بیلان آب در مزرعه [۷]) و ([۱۱] اشاره کرد.

مقدار عددی آب برگشتی تخمین زده شده با توجه به منطقه مورد مطالعه متفاوت بوده و دامنه تغییرات زیادی را شامل میگردد. در این میان غهل و همکاران (۱۹۹۸) میزان آب برگشتی آبیاری به کانالهای زهکشی را %۱۵ و نفوذ شده به آکیفرها را %۵۹ و غطع و همکاران (۱۹۹۸) آن را برابر۲۴ درصد آبیاری تخمین زدند. علاوه بر این A1قه(تایوانبا)

استفاده از معادله بیلان مقدار آب برگشتی در منطقه غطعسغألارا ۳۰ درصد بهدست آوردهاند.در زمینه استفاده از مدلهای هیدرولوژیکی ،غطهککپن و همکاران (۲۰۰۵) جهت تخمین آب برگشتی آبیاری و مقدار خالص آبیاری در زمانیکه سازه تنظیم کننده وجود ندارد در رودخانه أطکئئهب از مدل A1حح استفاده کردند. در این مطالعه با استفاده از مقایسه خروجی حوضه در دو سناریو اعمال آبیاری و بدون اعمال آبیاری و همچنین مقدار آب آبیاری اعمال شده، مقدار کل آب برگشتی در حوضه تخمین و درصد مقدار آب برگشتی نیز محاسبه گردید. نتایج این مطالعه نشان داد که آب برگشتی سالیانه از ۲٫۵ تا ۱۲ مترمکعببرثانیه متغیر است و دامنه تغییرات نسبت آب برگشتی به آب آبیاری نیز ازمانی۴۶ درصد تا ۶۸ در بازه مورد نظر متفاوت میباشد.

در این مطالعه سعی میگردد مقدار آب برگشتی ناشی از آبیاری اعمال شده در حوضه زرینهرود برآورد گردد.
در این راستا از مدل A1حح استفاده شده و ضمن شبیهسازی مؤلفههای مختلف بیلان، مقدار آب برگشتی در کل حوضه و همچنین در زیرحوضههای آن برآورد میشود. در نهایت با اعمال سناریوی آبیاری تحتفشار در حوضه تاثیر آن را بر مقدار آب برگشتی ارزیابی میشود.

-۲ موارد روشها

-۱- ۲ منطقه مطالعاتی و دادههای مورد استفاده

زیرحوضه زرینهرود،بزرگترین زیرحوضه درجه ۲ از حوضه دریاچه ارومیه میباشد (شکل.(۱ وسعت این حوضه بالغ بر ۱۲۰۲۵ کیلومترمربع بوده ورودخانه اصلی آن دارای طول۳۰۰ کیلومتر میباشد. سد زرینهرود با حجم مفید ۶۵۴

میلیون متر مکعب،تنها سداصلی مورد بهرهبرداری دراین حوضه بوده وازآن برای مصارف کشاورزی وشرب استفاده میس گردد. پتانسیل منابع آب این حوضه حدود ۲/۶ میلیارد مترمکعب درسال است و حدود ۱۴۶۰ میلیون مترمکعب آن برای تأمین حقابه زیستمحیطی دریاچه ارومیه در نظر گرفته شده است.

شکل:۱ موقعیت حوضه زرینهرود

جهت شبیهسازی حوضه در مدل A1حح لایه ۱قغخ منطقه مطالعاتی مورد نیاز میباشد که در این خصوص اندازه سلولی ۳۰ متری آن تهیه گردید. در ادامه با توجه به موقعیت شبکه ایستگاههای هیدرومتری و سد زرینهرود، حوضه به ۱۱ زیرحوضه تقسیم گردید که در شکل ۳ نشان داده است. با معرفی لایههای خاک و کاربری اراضی (شکل(۲ به مدل و ترکیب این دو نقشه حوضههای مجازی تولید میشود که اصطلاحا به آنها واحدهای همگن هیدرولوژیکی اطلاق میگردد به طوریکه رفتار هیدرولوژیکی هر یک از آنها یکسان خواهد بود. برای این تحقیق دادههای ۶ ایستگاه هواشناسی سینوپتیک که نزدیکترین فاصله را با منطقه مورد مطالعه داشتند، جهت شبیه سازیهای مورد نظر طی دوره لغایت۲۰۰۸ ۱۹۸۷ استفاده گردید.

-۲-۲ مدیریت آبیاری و الگوی کشت در حوضه

در وضعیت موجود حوضه روش آبیاری، آبیاری سطحی میباشد که با توجه به منبع آب برداشتی مقدار راندمان آن متفاوت میباشد. در این مطالعه برای آبیاری با منبع سد و رودخانه میزان تلفات آبیاری برابر با ۶۵ درصد و برای آبیاری از آب زیرزمینی تلفات۵۰ درصد در نظر گرفته شد که در اینصورت مقدار آب برداشت شده از منبع آبیاری برابر با نیاز خالص آبیاری بر مقدار راندمان محاسبه میگردد. جدول۱ مقدار عمق و دور آبیاری اعمال شده به محصولات در وضع موجود رانشان میدهد.

الگوی کشت محصولات به کار رفته در این مطالعه شامل گندم، جو، یونجه، چغندرقند، گوجهفرنگی و سیبزمینی میس باشندکه الگوی غالب کشت در منطقه هستند. مساحت کل اراضی کشت شده ۷۴۵۸۴ هکتاراراضمیباشد که ۰/۰۶ کل حوضه را شامل میشود. مساحت کل زیرکشت با توجه به اطلاعات سازمان جهادکشاورزی به زیرحوضههای آن تفکیک شده است که در جدول ۲ آمده است.

-۳-۲ شبیه سازی هیدرولوژیکی حوضه

پس از اعمال شرایط موجود در مدل، شبیهسازی هیدرولوژیکی حوضه با استفاده از مدل A1ححصورت گرفت. در این راستا پس از آماده سازی مدل و اعمال شرایط مدیریت آبیاری در وضع موجود، واسنجی و صحتسنجی مدل با استفاده از دادههای ماهانه دبی طی سالهای ۱۹۸۷ تا ۲۰۰۷ انجام شد. بدین منظور از نرمافزار بسهسA1ححو آمار دبیهای ۶ ایستگاه هیدرومتری صورت گرفت که نتایج آن در جدول ۳ آمده است.

-۴-۲ محاسبه آب برگشتی

در این مطالعه از دو روش برای محاسبه آب برگشتی استفاده شد. روش اول بر مبنای روش استفاده شده در مطالعه غطهککپن و همکاران (۲۰۰۵) و روش دوم بر مبنای معادله بیلان در مزرعه و خروجیهای مدل A1حح میباشد. در روش اول با حذف کشت آبی مقدار دبی خروجی از حوضهمحاسبه و مقادیر آن با دبی خروجی در سناریوی وضع موجود مقایسه میگردد. سپس با کم کردن تفاوت ایندو از مقدار آبیاری صورت گرفته مقدار آب برگشتی محاسبه میشود

معادله ( (۱

(۱) (دبی خروجی در سناریوی پایه – دبی خروجی در سناریوی حذف زراعت)- آبیاری اعمالشده = آب برگشتی

روش دوم محاسبه آب برگشتی بر مبنای معادلات بیلان آب در سطح مزرعه میباشد. در این روش مقدار نفوذ عمقی به لایههای پایینی خاک، رواناب مزرعه و تغییرات رطوبت خاک مطابق معادله (۲) به عنوان آب برگشتی در نظرگرفته میشود

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
wordقابل ویرایش - قیمت 8700 تومان در 9 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد