بخشی از مقاله
چکیده
امروزه با توجه به مصرف بالای آب در بخش کشاورزی و مسائل مرتبط با کمبود و بحران آب در کشور اهتمام به اصلاح روش های آبیاری مضاعف گشته است. لذا باتوجه به اینکه هنوز آبیاری از اراضی کشاورزی هنوز به صورت سطحی آبیاری میشود، یافتن راهحلی به منظور اصلاح روشهای مذکور با هزینههایی به مراتب کمتر از آبیاری تحت فشار ضروری به نظر میرسد.
هدف از این تحقیق استفاده از نرم افزار SIRMOD برای تعیین مقادیر بهینه پارامترهای طراحی مانند دبی در دو رژیم جریان پیوسته و کاهش جریان در سیستمهای آبیاری نواری و جویپشتهای میباشد که بدین منظور با استفاده از مدل SIRMOD اقدام به سناریو سازی به میزان 25 و50 درصد مقادیر واقعی دبی ورودی اقدام شد.
نتایج نشان داد که با کاهش 25 الی 50 درصدی دبی ورودی به مزرعه به صورت چشمگیری افزایش پیدا میکند و نسبت رواناب و نسبت نفوذ عمقی کاهش قابل توجهی داشت. همچنین نتایج بیانگر این بود که روش کاهش جریان در عین موثر بودن بر افزایش شاخصهای ارزیابی با توجه به قطع جریان آب توسط زارع پس از اتمام فاز پیشروی به خصوص در روش آبیاری نواری تاثیر چشمگیری در افزایش شاخصها نداشت.
.1 مقدمه
با پیشرفت علم و فناوری، شیوههای نوین درآبیاری ایجاد شده است اما هنوز اکثر کشورهای جهان اراضی خود را به روش سطحی آبیاری میکنند. کشور ایران از این جنبه با حدود 8/3 میلیون هکتار اراضی فاریاب رتبه ششم در جهان است . - Abbasi, 2012 - با توجه به اینکه کشور ایران در اقلیم خشک و کمآب قرار گرفته و با توجه به نیاز روزافزون بخشهای مختلف به آب مشکل خشکسالی در سالهای آتی حادتر خواهد شد.
بر اساس گزارش موسسه بین المللی مدیریت آب - IWMI - ، کشور ایران برای حفط وضع فعلی خود تا سال 2025 باید بتواند 112 درصد به منابع آب قابل استحصال خود بیفزاید. با توجه به نیازهای روزافزون در بخش کشاورزی، شرب، صنعت و حفاظت از سایر منابع زیستی بسیار دشوار و شاید ناممکن باشد. لذا، با توجه به وضع فعلی یکی از راهکارهای موثر و عملی استفاده بهینه و صرفه جویی در مصرف آب است.
با توجه به گزارشات اخیر که در رسانهها پخش شده عمده مصارف آب کشور ایران در بخش کشاورزی میباشد که با مدیریت مصرف آب در این بخش میتواند بسیار راهگشا وموثر واقع گردد. بسیار واضح است که برای دستیابی به این امر مهم، شناسایی شاخصهای اصلی مدیریت مصرف آب و تعیین این شاخصها به روشهای مناسب است. راندمان مصرف آب از شاخصهای مهم درتعیین مصرف، استفاده از آب و صرفهجویی درآن ودر نهایت افزایش تولید و بهبود بهرهوری آب مزرعه است.
گسترش استفاده از روشهای آبیاری تحت فشار در اراضی فاریاب کشور یکی از برنامههای اصلی کشور در صرفهجویی درمنابع آب کشاورزی است اما با توجه به مشکلات موجود در کشور هنوز حدود 80درصد اراضی فاریاب کشور به صورت سطحی آبیاری میشوند که باید برنامههای بهبود آبیاری سطحی در آن لحاظ شود.
یکی از مشکلات اصلی در پایین بودن شاخص راندمان کاربرد آب و شاخص کارایی مصرف آب آبیاری در کشور، اجرا نشدن روشهای سطحی با طراحی علمی و استفاده بهینه نکردن از روشهای نوین آبیاری سطحی است. بررسیهای اخیر نشان میدهد که با استفاده از روشهای نوین در آبیاری سطحی میتوان تا حد زیادی حدود 70 درصد راندمان کاربرد آب در روشهای آبیاری سطحی را افزایش داد
دبی ورودی از پارامترهای مهم در طراحی و مدیریت سامانههای آبیاری سطحی میباشد . تعیین مقدار بهینه این عامل میتواند در ارتقای کارآیی سامانههای آبیاری سطحی نقش قابل توجهی داشته باشد. دبی جریان بر سطح مقطع، سرعت جریان، زمان پیشروی، مدت زمان و راندمان آبیاری، فرسایش خاک وغیره اثر گذار است. در آبیاری سطحی، افزایش دبی به کاهش زمان پیشروی و افزایش یکنواختی آبیاری در مزرعه منجر میگردد. هدف از این تحقیق، استفاده از نرمافزارSIRMOD برای ارزیابی سیستمهای آبیاری سطحی و شبیهسازی سناریوهای مختلف با مقادیر مختلف پارامتر طراحی چون دبی ورودی، در دو رژیم جریان پیوسته وکاهش جریان در سیستمهای آبیاری نواری و جویپشتهای میباشد.
.2 مواد و روشها
2؛-1آزمایش مزرعهای
محل انجام این تحقیق مزرعه جهان آباد واقع در شهرستان البرز استان قزوین میباشد که دارای مختصات 36/18 شمالی و59/05 شرقی میباشد. شهرستان البرز دارای وسعتی معادل 416 کیلومتر مربع بوده آب و هوای شهرستان خشک و نیمه خشک و میانگین بارندگی سالانه آن 309 میلیمتر میباشد کمترین بارندگی در ماه تیر، مرداد و شهریور و بیشترین بارندگی در ماههای بهمن، اسفند و فروردین اتفاق میافتد.
سردترین و گرمترین ماههای سال به ترتیب دی و تیر میباشد در مزرعه انتخابی از دو نوع روش آبیاری جویوپشتهای و نواری به ترتیب برای آبیاری ذرت و درختان هلو و شلیل استفاده گردید . آبیاری مزرعه از یک حلقه چاه عمومی با دبی 45 لیتر برثانیه انجام شده همچنین در قسمت زراعی تاریخ کشت ذرت 10 خرداد ماه و اولین رخداد آبیاری که در زبان عرف بین کشاورزان به خاکاب معروف است در 13 خرداد ماه انجام گردید آبیاریهای بعدی با فاصله ده روزه به وقوع پیوست.
فواصل بین پشتهها نیز 75 سانتیمتر و طول جویچههای مورد بررسی 180 سانتیمتر بوده است. همچنین در قسمت باغ که شامل درختان هلو شلیل بود فواصل بین درختان 3*3 و نوارهایی به طول 100 متر و به عرض 2/5 متر جهت آبیاری درختان ایجاد گردید . تاریخ اولین آبیاری باغ 20 اردیبهشت ماه و آبیاریهای بعدی با فاصله ده روزه به وقوع پیوست. اهمیت کیفبت آب و خاک ورودی به مزرعه مورد مطالعه در نتایج خروجی در نخستین مرحله این تحقیق از خاک و آب ورودی به مزرعه نمونه تهیه گردید که نتایج آن به شرح ذیل میباشد.
جدول .1 نتایج آزمون خاک اراضی
اندازهگیریهای لازم برای ارزیابی و آنالیز شامل: رطوبت خاک قبل از آبیاری، اندازه جریان ورودی، سرعت پیشروی آب، شرایط خاک، خصوصیات مقطع جریان، میباشند. در این تحقیق دادههای مربوط به سه آبیاری اول در بخش زراعت و باغ برداشت گردید. علت این امر اهمیت آبیاریهای اول با توجه به ضریب زبری بالا و تحلیل مسایل مرتبط با آن میباشد. دو تیمار مدیریتی شامل خاک بدون کاه و کلش و خاک با کاه و کلش بود. فاصله جویچهها 75 سانتیمتر و طول آنها 60 متر بود.
تغییرات زمانی نفوذ تجمعی در تمامی تیمارها مشاهده نشد. مقادیر نفوذ تجمعی در طول فصل روند نزولی و به صورت لگاریتمی گزارش شد. نفوذ نهایی و راندمان کاربردآب در انتهای فصل کشت نسبت به ابتدای دوره، به ترتیب 34 و 10 درصد کاهش یافت. بخش قابل توجهی از تغییرات نفوذ در آبیاری اول تا سوم مشاهده گردید.
به منظور ارزیابی، طراحی و شبیه سازی جریان آب در جویچههای آبیاری تعیین معادله نفوذ آب در خاک که تاحد امکان به شرایط واقعی مزرعه نزدیک باشد، ضروری است. مشخصات جویچه و نوارهای مورد مطالعه به شرح جدول شماره - 2 - است که جویچهها را با حرف لاتین F و نوارها با حرف لاتین B مشخص شده اند و جویچهها و نوارهایی که روش کاهش جریان پس از فاز پیشروی در آنها اعمال گردیده است با حرف لاتین C در جدول مشخص گردیدهاند طول جویچه های مورد بررسی 180 متر و طول نوارهای مورد مطالعه 100 متر میباشد شایان ذکر است که رژیم کاهش جریان پس از اتمام فاز پیشروی و به میزان نصف دبی ورودی اعمال گردید.
روش اجرای عملیات در هر یک از رخدادهای سهگانه آبیاری در مزارعی که تحت پوشش آبیاری جویچهای قراردارند به شرح ذیل بوده است:
یک نمونه خاک جهت اندازهگیری میزان رطوبت خاک قبل از آبیاری برداشت گردید. شش جویچه برای آزمایش انتخاب3جویچه برای بررسی شرایط جریان با دبی ثابت و 3 جویچه برای اعمال شرایط جریان کاهشی و طول مشخصات سطح مقطع آنها اندازهگیری گردید. این ردیفها بسته به مورد، یک در میان و یا همجوار بودند. جهت دقت در اندازهگیریها کنار یکی از ردیفها به فواصل 20 متر میخ کوبی - نشانه گذاری - گردید.
کد ارتفاعی در طول مسیر فاروها جهت تعیین شیب مزرعه، برداشت گردید. زمان پیشروی آب به هر یک از ایستگاه ها یادداشت شد. موارد زیر جهت گرد آوری دادهها برای ارزیابی و بررسی آبیاری نواری صورت گرفته است. مکانی در مزرعه انتخاب گردید که خاک، شیب و گیاه در آن نقطه در برگیرنده مشخصات کامل مزرعه بود. کد ارتفاعی در طول مسیر نوارها جهت تعیین شیب برداشت گردید.
جدول.1مشخصات هندسی هیدرولیکی جویچه و نوار
یکی دیگر از موارد پر اهمیت راندمان مصرف آب می باشد بهرهگیری از راندمان زیاد در یک سیستم آبیاری الزاما اقتصادی نیست. لیکن یک مدیر خوب باید همواره بازدهی سیتم آبیاری را ارزیابی نماید تا بتواند تصمیم صحیحتری در مورد تغییر و یا اصلاح سیستم آبیاری اتخاذ نماید. معمولا آن دسته از محاسبات در رابطه با بازدهی که بر مبنای اطلاعات و داده های مزرعه استوار است تا حدود پنج درصد مقدار واقعی صحت دارند. لذا ایجاد تغییراتی در سیستم که موجب افزایش کمتر از پنج درصد در بازدهی گردد، چندان درخور توجه نمی باشد، مگر این که دادههای مشابه جهت مقایسه با روش هایی که احتمال جایگزینی با سیستم فوق را دارند مورد استفاده قرار بگیرد.
