بخشی از مقاله
چکیده:
این تحقیق در مزرعه آزمایشی لورک متعلق به دانشگاه صنعتی اصفهان در سه نوار انجام شد. آمار مزرعهای از قبیل طول نوار، عرض نوار، شیب نوار، بافت خاک، رطوبت خاک قبل از آبیاری، زمان پیشروی، زمان پسروی، دبی جریان ورودی و دبی جریان خروجی از نوار اندازهگیری شدند. ضرایب و توان معادله نفوذ کوستیاکف-لوئیس به روش بیلان حجم برای هریک از نوارهای آزمایشی تعیین گردید. با استفاده از اطلاعات بهدست آمده، مدل شبیهسازی آبیاری نواری برای شرایط مختلف اجرا گردید.
نتایج نشان داد که ارقام اندازهگیری شده پیشروی با ارقام پیشبینی مدل مشابهت خوبی دارند. مطالعه حساسیت مدل نسبت به تغییر عوامل طول نوار، ضرائب معادله نفوذ، ضریب زبری، دبی ورودی به نوار و شیب نوار نشان داد که مدل حساسیت کمتری نسبت به تغییر ضریب زبری دارد ولی تغییر سایر عوامل بطور محسوسی راندمان کاربرد آب را تحت تأثیر قرار میدهند. انتخاب مناسب این پارامترها راندمان کاربرد آب در آبیاری نواری را بهطور قابل ملاحظهای افزایش میدهد.
مقدمه:
طبق گزارشها، بیش از 95 درصد اراضی فاریاب کشور به روش ثقلی - سطحی - آبیاری میشوند و با توجه به این که بیش از 70 درصد آب هم در بخش کشاورزی مصرف میشود، میتوان اظهار کرد که پایین بودن بازده آبیاری در کشور مشکل بزرگی است. کاهش تلفات و افزایش بازده آبیاری یکی از اصول اساسی در توسعه کشاورزی است. بررسی عملکرد آبیاری سطحی تحت مدیریت زارعان، حاکی از آن است که بازده آبیاری سطحی در اکثر مناطق در ایران در حد قابل قبولی نیست . - 1 -
یکی از متداولترین روشهای آبیاری مزارع، روش آبیاری سطحی است که در این روش آب به صورت ثقلی در سطح زمین جریان مییابد و سطح زمین به عنوان جذب کننده و انتقال دهنده آب مورد استفاده قرار میگیرد. از محاسن عمده این روش آبیاری نسبت به روشهای آبیاری تحت فشار نظیر آبیاری بارانی و قطرهای میتوان پایین بودن هزینه سرمایهگذاری اولیه و هزینههای تأمین انرژی و استفاده از سیستم، سهولت تعمیر و نگهداری و همچنین نیاز کمتر به آبیار متخصص را نام برد . - 2 -
آبیاری نواری یک روش پیشرفته از آبیاری سطحی است و سازگاری خوبی با مزارع مکانیزه بزرگ دارد . - 2 - این روش شامل مزارع طویل یا دارای خطوط تراز یکنواخت، بدون شیب عرضی و حداقل شیب طولی 0/05 درصد برای ایجاد زهکشی مناسب و حداکثر شیب طولی 2 درصد برای محدود کردن مسئله فرسایش خاک میباشد . - 13 - خاکهای لومی همگن عمیق یا خاکهای رسی با سرعت نفوذ متوسط برای آبیاری نواری مناسب میباشند. نوارها میتوانند از 3 تا 30 متر عرض و حتی تا 800 متر طول داشته باشند که به عوامل مختلفی بستگی دارد.
آبیاری نواری برای هر نوع گیاهی مناسب میباشد بجز آنهایی که احتیاج به غرقابی شدن طولانی مدت دارند ولی برای محصولات رویشی نزدیک به هم مثل علوفهها یا یونجه ترجیح داده میشود. سرمایهگذاری اصلی در این روش آبیاری، آمادهسازی زمین است . - 11 - آب در هر نوار از طریق نهر اصلی مزرعه وارد نوار شده و با اختلاف ارتفاعی که در دو سر نوار وجود دارد به انتهای نوار میرسد. برای زمان قطع جریان ورودی قانون خاصی وجود ندارد ولی بهطور کلی میتواند موقعی باشد که آب آبیاری در خاکهای رسی 60 درصد، در خاکهای لومی 70 تا 80 درصد و در خاکهای شنی 100 درصد کل نوار را پوشش داده باشد.
میزان دبی در واحد عرض نوار باید زیاد باشد، بهخصوص پس از یک شخم اساسی تا آب به سرعت سراسر مزرعه را فرا گیرد. هر اندازه سرعت پیشروی آب در نوار بیشتر باشد، پراکنش رطوبت در طول نوار یکنواختتر خواهد بود . - 8 - در سیستم آبیاری نواری عملکرد هیدرولیکی سیستم و در نتیجه راندمان آبیاری به طور قابل ملاحظهای تحت تأثیر عوامل مختلف از جمله شدت جریان ورودی آب به نوار و زمان قطع جریان ورودی آب به نوار قرار دارد.
این عوامل، فرونشت عمقی در ابتدای نوار، چگونگی توزیع رطوبت تحتالارضی در طول نوار و رواناب انتهایی نوار را تحت تأثیر قرار میدهند - . - 2 در صورت قطع به موقع جریان آب به نوار، فرونشت عمقی در ابتدای نوار و رواناب انتهایی کاهش پیدا خواهد کرد، توزیع رطوبت در طول نوار یکنواختتر خواهد شد، که در نتیجه راندمان آبیاری افزایش مییابد . - 7 - در آبیاری نواری کاهش اتلاف آب آبیاری با کاربرد روشهای مختلف توسط محققین مختلفی مورد مطالعه قرار گرفته است 3 - ، 7 و . - 10 آبیاری موجی4 و آبیاری کابلی5 دو نمونه از تحولات جدید در زمینه بالا بردن راندمان آب مصرفی و خودکارکردن سیستمهای آبیاری سطحی میباشند.
در آبیاری موجی که در سال 1979 پیشنهاد و معرفی شد، به جای جریان پیوسته آب به داخل جویچهها - شیارها - و نوارهای مزرعه، از جریان منقطع استفاده میشود. در حقیقت هدف از این استراتژی، افزایش سرعت پیشروی آب و در نتیجه توزیع یکنواختتر رطوبت تحتالارضی است. در این روش آبیاری با تعیین طول دوره قطع و وصل مناسب، میتوان رواناب را کنترل نمود و مقدار آن راکاهش داد 9 - و . - 15 آبیاری کابلی یک روش مکانیزه آبیاری سطحی است که به منظور کاهش اتلاف آب آبیاری و پخش یکنواختتر آب در سال 1981 ابداع شد . - 5 - در این روش آبیاری افزایش راندمان آبیاری از طریق کاهش جریان ورودی امکان پذیر است.
چون ارزیابی مزرعهای تأثیر عوامل مختلف بر عملکرد هیدرولیکی آبیاری نواری وقتگیر و پرهزینه است با استفاده از مدلهای شبیهسازی آبیاری سطحی میتوان آبیاری نواری را برای حصول راندمان بیشتر شبیهسازی نمود. مدل شبیه سازی آبیاری سطحی6 یکی از این مدلها میباشد که بر اساس مدلهای موج جنبشی7، اینرسی-صفر8 و هیدرودینامیک9 به شبیهسازی آبیاری سطحی تحت رژیمهای مختلف جریان آب میپردازد . - 14 -
ورودیهای مورد نیاز این برنامه برای آبیاری نواری عبارتند از: حداکثر عمق جریان، طول نوار، عرض نوار، شیب نوار، ضریب زبری خاک خشک و خاک مرطوب، شدت جریان ورودی، نوع آبنمود جریان ورودی و پارامترهای معادله نفوذ کوستیاکف- لوئیس.10 بر اساس اطلاعات ورودی راندمان کاربرد آب، راندمان ذخیره، یکنواختی پخش، نسبت رواناب و نسبت فرونشت عمقی توسط این مدل قابل محاسبه است.
