بخشی از مقاله
چکیده
طراحی, ارزیابی و مدیریت آبیاری جویچهای در مزرعه مبتنی بر مشخصههای نفوذ آب به خاک است. تغییرات نفوذ آب از جویچه تابع تغییرات عاملهای مختلفی است و بدین جهت نفوذ فرآیند پیچیدهای بوده و الگوبندی آن بویژه برای تمام سطح مزرعه مشکل است. پژوهش حاضر با هدف بررسی و تنظیم روابط بین نفوذ آب از جویچه و متغیرهای مستقلی مانند فرصت زمان. رطوبت اولیه خاک , عمق جریان, سطح مقطع جریان, پیرامون تر شده و چگالی ظاهری مرطوب و نیز کمی نمودن میزان مشارکت این متغیرها در تغییرات نفوذ تجمعی بوده است.
آزمایشهای مربوط برای جمعآوری دادههای مشاهداتی در مزرعهای به ابعاد 70×130 متر در 58 واحد آزمایشی صورت گرفته و اندازهگیری نفوذ آب از جویچه با روش جویچه مسدود انجام شده است. در این پژوهش, سوی همبستگیهای بین متغیرهای مستقل و وابسته ارزیابی شد.
نتایج نشان داد وقتی که سایر عاملها ثابت بوده باشند 58 درصد از تغییرات نفوذ تجمعی با تغییرات فرصت زمان نفوذ قابل توجیه است. چندین الگوی رگرسیونی چندگانه برای بیان ارتباط نفوذ تجمعی آب از جویچه در سطح مزرعه با متغیرهای مستقل معنیدار, بدست آمد. کمی سازی میزان تشریک متغیرهای مستقل در تغییرات نفوذ آب از جویچه در وسط مزرعه نشان داد فرصت زمان نفوذ بیشترین اثر مثبت و مستقیم را بر روی نفوذ تجمعی داشته و اثر مستقیم رطوبت اولیه خاک بر روی نفوذ تجمعی 2/31 برابر کمتر از فرصت زمان نفوذ بوده است.
پیشگفتار
روشهای آبیاری سطحی قدیمیترین و رایجترین نوع آبیاری زمینهای کشاورزی در دنیاست. یکی از این روشها, آبیاری جویچهای است که روش بسیار مناسبی برای آبیاری گیاهان ردیفی است. یکی از عواملی که در طرح, ارزیابی و مدیریت این روش نقش اساسی دارد, مشخصههای نفوذ خاک است. نفوذ آب از جویچه که شامل نفوذ موضعی و نفوذ در سطح مزرعه میباشد قادر است زمانهای پیشروی و پسروی جریان, حجم رواناب, حجم آب نفوذ یافته و یکنواختی توزیع آب در طول یک نوبت آبیاری را تحت تاثیر قرار دهد
از سوی دیگر, مشخص شده که راندمان کاربرد آب به تغییرات پارامترهای معادله نفوذ بسیار حساسیت دارد. با توجه به پیچیده بودن فرآیند نفوذ آب از جویچه الگوبندی تعیینی آن مشکل بوده و برای کمی نمودن تغییرات نفوذ تجمعی معمولاً از روابط تجربی که تابعی از فرصت زمان نفوذ است استفاده میشود
ضرائب روابط تجربی مفهوم فیزیکی نداشته و برازش آنها معمولاً با تحلیل رگرسیون یا روش دو نقطهای صورت میگیرد. از معادلات تجربی پرکاربرد در آبیاری جویچهای میتوان معادلات کوستیاکف و کوستیاکف - لوئیس را نام برد. عیب معادله کوستیاکف در این است که کوواریتهایی مانند رطوبت اولیه خاک و میزان تراکم خاک را نمیتوان در این معادله دخالت داد و به نظر بعضی از محققین تعدیل معادله کوستیاکف-لوئیس با یک متغیر مکانی مانند پیرامون تر شده, ضرورت دارد.
همچنین فرض اساسی اغلب روشهای برآورد پارامترهای نفوذ این است که تمام سطح مزرعه از نظر خصوصیات خاک هموژن بوده و هیچ تغییرات مکانی در آن وجود ندارد. هنگامی که تغییرات خصوصیات خاک روند معنیداری داشته باشند اعمال این فرض میتواند نتایج گمراه کنندهای به بار آورد .[4] در پژوهشهای انجام شده در خصوص نفوذ آب از جویچه مشخص شده که تغییرات نفوذ تابع متغیرهای مختلفی است. برابر یافتههای فانگمیر و رامسی تغییرات سرعت نفوذ آب نسبت به پیرامون تر شده خطی است .
براساس نتایج آزمایشهای ایزدی3 و والندر4 مشخص شده که در جویچههای با جریان ثابت سرعت نفوذ آب پیرامون تر شده همبستگی داشته و تغییرات پیرامون تر شده یک سوم از تغییرات نفوذ آب از جویچه را توجیه میکند و دوسوم باقیمانده از تغییرات نفوذ شامل تغییرات خصوصیات خاک و خطاهای اندازهگیری میباشد
ایشان میزان مشارکت سایر متغیرهای موثر در تغییرات نفوذ را بررسی نکردهاند
.در معادله نفوذ کوستیاکف اصلاح شده فرض میشود پیرامون تر شده ثابت باشد, برای برآورد سرعت نفوذ آب از جویچه به صورت تابعی از پیرامون تر شده موضعی, استرلکف5 و سوزا6 روش سادهای را بکار بردند. معادله بسط یافته اخیر به همراه معادله کوستیاکف اصلاح شده بمنظور برآورد سرعت نفوذ با الگوی شبیهسازی اینرسی صفر بوسیله شوانکل7 و والندر بکار برده شد و نتیجه حاصل دلالت بر این دارد که معادله کوستیاکف اصلاح شده زمان پیشروی را بیش از زمان واقعی برآورد میکند, و آب نفوذ یافته در بالا دست جویچه وقتی که پیرامون تر شده ثابت باشد کمتر است و وقتی که پیرامون تر شده متغیر در نظر گرفته شود آب نفوذ یافته در پایین دست بیشتر است
براساس یافته چیلدز4 و همکاران هنگامی که پارامترهای نفوذ متغیر و فرصت زمان نفوذ ثابت باشد, ضریب تغییرات عمق نفوذ بین 1/5 تا 5 برابر بزرگتر است از وقتی که پارامترها ثابت و فرصت زمان نفوذ متغیر باشد .[3] برابر یافته انسیز و مدیان5 و همکاران محتوای رطوبتی اولیه خاک وسله سطحی بر روی نفوذ موثر هستند .[6] بنابراین در مطالعات انجام شده میزان مشارکت متغیرهای مختلفی از جمله فرصت زمان, محتوای رطوبتی اولیه خاک, عمق جریان, سطح مقطع جریان, پیرامون تر شده و چگالی ظاهری خاک را بر روی تغییرات نفوذ در جویچه یک مزرعه بررسی نشده است و هدف بررسی حاضر عبارت بوده است از کمی نمودن میزان مشارکت این متغیرهای در تغییرات نفوذ آب از جویچه در سطح مزرعه و تنظیم معادلات تجربی که نفوذ تجمعی را به صورت تابعی از متغیرهای یادشده بیان نماید.
مواد و روشها
محل اجرای آزمایشها ایستگاه تحقیقات کشاورزی دانشگاه تبریز واقع در اراضی کرکج با موقعیت 46º 17´ طول شرقی و 38º 5´ عرض شمالی و با ارتفاع از سطح دریای برابر با 1360 متر در تابستان 1381 بود. ماده آزمایشی شامل مزرعهای به ابعاد 70×130 متر با میانگین شیب طولی برابر با 1/56 درصد در پایین دست استخر ایستگاه پمپاژ شماره سه بود. در این مزرعه بطول 30 متر و به فواصل 65 سانتیمتر و در چهار دسته سهتایی ایجاد شد. جویچههای وسطی به عنوان جویچه اصلی و دو جویچه کناری به عنوان جویچههای محافظ بودند. خاک مزرعه تا عمق 65 سانتیمتر لوم شنی بود و در طول انجام آزمایشها خاک عاری از علف نگه داشته شد.
