بخشی از مقاله
چکیده
به دلیل قرار گرفتن ایران در مناطق خشک و نیمه خشک ، کمبود آب یکی از چالش هاي مهم در کشور محسوب می شود و می بایست به مدیریت آب بخصوص در بخش کشاورزي توجه شود. بدین منظور تحقیق حاضر براي ارزیابی پتانسیل و تناسب اجراي روش هاي آبیاري سطحی - ردیفی ، نواري و کرتی - در دشت بیرجند با توجه به شرایط اقلیمی ، کیفیت آب زیرزمینی، وضعیت توپوگرافی، بافت خاك مذکور و کاربري اراضی انجام شده است.
بنابراین کلیه پارامترهاي مؤثر در آبیاري سطحی با استفاده از نرم افزار Arc GIS 10.4 پهنه بندي و کلاس بندي شده و توسط روش تحلیل شبکه اي - - ANP تبدیل به نقشه شدند که در واقع نقشه هاي نهایی براي مکان یابی سه سیستم آبیاري سطحی در دشت بیرجند می باشد.با توجه به وزن هاي نهایی معیارها و زیرمعیارها در روش هاي آبیاري ،روش آبیاري ردیفی داراي وزن هاي بیشترو بعد نواري و کرتی می باشد.سطح بیشتري از دشت با سیستم آبیاري ردیفی قابل کشت می باشد.
کلمات کلیدي:سیستم آبیاري،مکان یابی،ANP ،GIS
مقدمه
ایران به عنوان یکی از کشورهاي خشک و نیمه خشک با چالشی اساسی در خصوص تأمین نیاز آبی بخش هاي مختلف شرب و صنعت و کشاورزي مواجه است.بر اساس پیش بینس انجام شده در سال 2025 ایران در گروه کشورهایی قرار می کیرد که با کمبود آب مواجه هستند . توزیع زمانی و مکانی بارندگی در کشور نامناسب است و علاوه بر این اکثر بارندگی ها همزمان با فصل آبیاري نمی باشد.در کشورهایی با وضعیت اقلیمی خشک و نیمه خشک با توزیع غیر یکنواخت بارندگی و عدم تناسب میزان و مدت بارندگی با آب مورد نیاز گیاهان زراعی آبیاري مناسب به عنوان یک ابزار مهم در توسعه کشاورزي به شمار می رود. در یک پروژه آبیاري انتخاب روش آبیاري مناسب نقش بسیار با اهمیتی در موفقیت آن پروژه ایفا می کند.
آبیاري سطحی یکی از رایج ترین سیستم هاي آبیاري در جهان و ایران است.بر اساس آمار بیش از 95 درصد اراضی کشور در حال حاضر تحت روش سیستم آبیاري سطحی است.آبیاري سطحی قدیمی ترین و رایج ترین روش آبیاري در کشاورزي است.آبیاري سطحی را می توان به انواع مختلف تقسیم بندي کرد ولی بارزترین تقسم بندي عبارت است از آبیاري کرتی،آبیاري نواري و آبیاري ردیفی انتخاب سیستم آبیاري مناسب و اجراي آن نقش مهمی در موفقیت یک پروژه آبیاري دارد.
در انتخاب سیستم آبیاري باید عوامل محیطی و مدیریتی منبع آب و هزینه آن،کمیت و کیفیت منابع آب سطحی و زیرزمینی ، تأثیر آبیاري بر محیط زیست، فراهم بودن انرژي و هزینه آن، تجهیزات کشاورزي ،قابلیت فروش محصول ، تأمین تجهیزات سیستم آبیاري و نیز اجرا و نگهداري در نظر گرفته می شود.از مهم ترین روش هاي تصمیم گیري چند معیاره می توان به تحلیل سلسله مراتبی - AHP - و تحلیل شبکه اي اشاره کرد که ابزارهاي مهمی در خصوص وزن دهی و افزایش قدرت تصمیم گیري محسوب می شود.
روش AHP در برگیرنده ي مجموعه اي از قضاوت ها و ارزش گذاري به شیوه هاي منطقی است به طوري که می توان گفت این روش از یک طرف وابسته به تصورات شخصی و طرح ریزي سلسله مراتبی یک مساله و از طرف دیگر با منطق و درك و تجربه براي تصمیم گیري و قضاوت نهایی مرتبط است. فرض اصلی در AHP روي عملکرد مستقل گروه هاي بالایی سلسله مراتبی از قسمت هاي پایانی آن است این فرض در برخی شرایط صادق نیست بنابراین ممکن است سبب ایجاد خطا در نتایج شود.
به همین منور روش ANP به منظور تکمیل AHP معرف شده است. این روش نیز به عنوان یکی از روش هاي تصمیم گیري چند شاخصه اي شناخته شده و اساس کار آن بر مبناي مقایسه ي زوجی گزینه هاست. روش ANPاز یک ربط درونی پیچیده در میان سطوح تصمیم و گزینه ها استفاده می کند.در روش ANP اهمیت گزینه ها نیز مانند اهمیت معیار در نظر گرفته می شود و به همین دلیل خطاي تصمیم گیري در مقایسات زوجی کاهش می یابد.متشکل از دو جزء سلسله مراتب کنترلی شامل ارتباط بین هدف ، معیار و زیرمعیار - و ارتباط شبکه اي و شامل وابستگی بین عناصر و خوشه ها است.
از مزایاي دیگر این روش انجام ساده آن با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی - GIS - می باشد.در رابطه با استفاده از فرآیند تحلیل شبکه اي براي مکان یابی سیستم هاي آبیاري سطحی تحقیقی به صورت اختصاصی وجود ندارد ولی کاربرد این روش در علوم آب رایج است.به عنوان نمونه می توان به تخصیص بهینه منابع آب سد بوستان، تعیین سیستم جمع آوري آب باران ،تعیین عرصه هاي مناسب براي تغذیه مصنوعی را در فسا ،اولویت بندي تعدادي از حوضه هاي آبریز کشور اشاره کرد.بنابراین هدف این پژوهش پهنه بندي مناطق مستعد آبیاري سطحی با روش ANPو در بستر GIS می باشد.
منطقه مورد مطالعه
این مطالعه در دشت بیرجند در استان خراسان جنوبی با طول جغرافیایی57° 46̓̓ تا60° 57̓ شرقی و عرض جغرافیایی30° 35̓ تا34°14̓ شمال انجام شد اقلیم این منطقه از نوع خشک و بیابانی است به طوري که متوسط بارندگی سالانه در این منطقه برابر با150 میلی متر کزارش شده است.حداکثر دماي سالانه 44 و پایین ترین دماي ثبت شده -21/5 درجه سانتی گراد گزارش شده است.استان خراسان جنوبی شامل 33 دشت می باشد.
محدوده کلی منطقه مورد مطالعه
در این تحقیق امکان پذیري مکانی سیستم هاي آبیاري سطحی - کرتی،نواري و ردیفی - در دشت بیرجند بررسی و مطالعه شده است.به منظور تلفیق داده هاي ورودي در محیط تجزیه و تحلیل،نخستین اقدام در روش ANP مطابق با همه ي روش هاي آماري،تهیه ي لایه هاي اطلاعاتی از متغیرها است که در آن باید هر متغیر به صورت یک لایه نقشه در پایگاه داده ها - GIS - نشان داده شود.لذا گام اول درون یابی پارامترهاي تأثیرگذار در اجراي سیستم آبیاري سطحی شامل عوامل اقلیمی کمیت و کیفیت منابع آب زیرزمینی،کیفیت منابع خاك و اراضی با استفاده از روش هاي زمین آمار با پهنه بندي مناسب توسط نرم افزار Arc GIS 10.4بود.
عوامل اقلیمی مانند بارندگی،سرعت باد،دما،رطوبت نسبی ، تبخیر و تعرق، ساعات آفتابی در ایستگاه هاي هواشناسی سینوپتیک و تبخیر سنجی از بدو تأسیس تاکنون در سطح استان خراسان جنوبی ثبت شده است که براي پهنه بندي ما فقط پارانتر بارندگی را در نظر گرفته و با استفاده از روش و یا IDW درون یابی را انجام می دهیم.احتمال اینکه کشاورزان از منابع آب زیر زمینی در صورت وجود براي سیستم آبیاري استفاده کنند زیاد است .
بنابراین کیفیت و کمیت منابع آب زیرزمینی شامل چاه ها ، چشمه ها و قنات مطالعه شد.کیفیت این پارامترها بر اساس عواملی مانند PH و SAR و EC و غلظت آنیون ها و کاتیون هاي مهم تعیین می گردد که ما از این میان فقط دو پارامتر SAR و EC مورد بررسی قرار می دهیم. در مورد کیفیت فیزیکی منابع خاك و قابلیت اراضی و تناسب اراضی براي آبیاري سطحی در دشت بیرجند عموماً به صورت جرئی و پهنه بندي شده مورد بررسی قرار گرفته شده است.
از نظر شیب هم نقشه توپوگرافی تبدیل به DEM شده و مورد بررسی قرار گرفت. دروب یابی نقشه هاي اقلیمی و کیفیت آب از روش استفاده شده است.پس از بررسی نقشه هاي فوق و پهنه بندي آنها براي ترکیب نقشه هاي پهنه بندي شده از روش فرآیند تحلیل شبکه اي - ANP - استفاده شده است. فرآیند کار در محیط GISانجام می شود و از مقایسات دو به دو و درونی متغیرهاي تأثیرگذار در هر کدام از روش هاي آبیاري سطحی در منطقه مورد مطالعه ورودي این سیستم می باشد . وزن هاي نسبی حاصل نیز خروجی سیستم خواهد بود. در روش ANP اقدام به کلاس بندي نقشه ها گردید.براي کلاس بندي ، تنها نقشه هاي پهنه بندي عوامل محدودیت زا براي اجراي آبیاري سطحی استفاده شده است.
