بخشی از مقاله
چکیده
محدودیت منابع آب در دسترس، آب را به عنوان یک کالای اقتصادی و با ارزش مطرح نموده است. به همین دلیل مدیریت بهینه آب آبیاری در چند دهه گذشته موضوع بحث بسیاری از محافل تخصصی بوده است. در همه این محافل تأکید بر این نکته بوده است که پایش و ارزیابی، کلید موفقیت در این امر میباشد. وجود فناوریهای جدید همچون سنجش از دور، سیستم اطلاعات جغرافیایی، سیستمهای خبره کمک مؤثری در استفاده بهینه از آب آبیاری می تواند باشد.
هدف این مطالعه تهیه یک سیستم اطلاعات جغرافیایی، برای شبکه آبیاری و زهکشی کوثر، واقع در استان خوزستان بوده تا با استفاده از آن بتوان شاخصهای ارزیابی عملکرد شبکه که ماهیت مکانی دارند را به راحتی محاسبه نموده و به صورت گرافیکی نتایج را در اختیار مدیران شبکه قرار دهد. همچنین با توجه به اینکه تعیین مقدار مناسب آب آبیاری هر مزرعه از عوامل مهم در استفاده بهینه از آب میباشد، در این تحقیق یک مدل محاسبه نیاز آبیاری براساس روشهای معمول تبخیر و تعرق، کاربری اراضی، مساحت هر مزرعه و دور آبیاری در محیط GIS تهیه گردید. در این تحقیق لایههای اطلاعاتی، مانند شبکه کانالها و زهکشها، تقسیمبندی مزارع و توزیع سطح آب زیرزمینی در ArcGIS تهیه شده است. همچنین اسکریپتهایی جهت برآورد نیاز آبیاری در این نرمافزار نوشته شده است.
مقدمه
مدیریت بهینه آب آبیاری در چند دهه گذشته موضوع بحث بسیاری از محافل تخصصی آب بوده است. در همه این محافل تأکید بر این نکته بوده است که پایش و ارزیابی، کلید موفقیت در این امر میباشد. بسیاری از شبکههای آبیاری و زهکشی ساخته شده براساس مدیریت عرضه عمل کرده ومعمولاً بدون در نظر گرفتن نیاز آبی گیاه، آب را در زمان نامناسب و با مقدار ناصحیح تحویل می نمایند. وجود فناوریهای جدید همچون سنجش از دور، سیستم اطلاعات جغرافیایی و سیستمهای خبره کمک مؤثری در استفاده بهینه از آب آبیاری میتواند باشد
در این تحقیق استفاده از یک سیستم اطلاعات جغرافیایی برای شبکه آبیاری و زهکشی کوثر واقع در استان خوزستان به منظور کمک در مدیریت بهینه آن مورد بررسی قرار گرفته است. سیستم اطلاعات جغرافیایی مجموعهای از سختافزار، نرمافزار و نیروی انسانی متخصص میباشد که برای ذخیرهسازی، نمایش و تحلیل اطلاعات مکانی بکار میرود
درGIS دادهها به صورت رقومی ذخیره میشوند، لذا از نظر فیزیکی حجم کمتری را نسبت به روشهای سنتی - مانند نقشههای کاغذی - اشغال میکنند. همچنین قابلیت کار با دادههای مکانی و اطلاعات توصیفی مربوط به آنها و ترکیب انواع مختلف دادهها در یک تحلیل با سرعت زیاد وجود داشته که در روشهای دستی امکانپذیر نیست. همین توانایی تجزیه و تحلیل دادههای مکانی وجه تمایز GIS از دیگر سیستمهای گرافیکی همچون اتوکد میباشد.
در اواسط دهه 1960 در آمریکا کار بر روی GIS آغاز گردید. در همین سالها سیستم اطلاعات جغرافیایی کانادا نیز توسعه یافت. این سیستمها از اوایل دهه 1970 عملی شده و تجربیات بسیار گرانبهایی دربارۀ چگونگی اجرای یک GIS بدست آمد. گسترش سریع تکنولوژی کامپیوتر در دو دهه گذشته سبب ارتقاء سیستمهای اطلاعات جغرافیایی از شکل اولیه به سیستمهای کامل امروزی که دارای قابلیتهای بسیار میباشند، شده است
پیش از دهه 70، تهیه نقشه و طراحی به کمک کامپیوتر با نرمافزار CAD به عنوان فنآوری جدید در بهبود فرآیند ایجاد نقشه شناخته شده بود . - 7 - با پیشرفت فنآوری تصاویر ماهوارهای و قابلیت دسترسی آسان به آن موجب شد که GIS جایگاه ویژهای در پردازش این تصاویر و استخراج انواع نتایج داشته باشد. سیستمهای اطلاعات جغرافیائی در مطالعات آبیاری و زهکشی در سطح جهان نیز کاربردهای فراوانی داشته است. سیستم اطلاعات جغرافیایی مربوط به کانالهای اصلی و فرعی موجود در شبکههای آبیاری و زهکشی حوزۀ آبریز بانها در هندوستان با استفاده از نرمافزار ARC/INFO توسط سارنگی و همکاران [12] تهیه گردید.
آمور و همکاران - 5 - در تحقیقی از ترکیب مدل های شبیهسازی گیاه و سیستمهای اطلاعات جغرافیایی جهت انجام تحلیلهای مربوط به استفاده از آب از جمله ارزیابی راندمان کاربرد آب در بعد زمانی و مکانی در حوزۀ آبریز رودخانه لااوگ واقع در کشور فیلیپین استفاده کردند. سه محصول برنج، ذرت و بادام زمینی در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفت و محدودیتهای آب برای هر گیاه در فصول کشت متفاوت شبیهسازی شد و تحلیلهای مربوطه برای تعیین پتانسیل تولید محصول در منطقه انجام شد.
در ایران سیستمهای اطلاعات جغرافیایی از اوایل دهه 1370 مورد استفاده قرار گرفتهاند و تاکنون در مسائل گوناگونی از قبیل هیدرولوژی، آبهای زیرزمینی، کنترل سیلاب و فرسایش بکار رفتهاند. دانش کارآراسته و همکاران - 3 - از یک مدل تلفیقی GIS وMODFLOW برای مطالعات و شبیهسازی هیدرولیکی سفره آب زیرزمینی منطقه آب باریک- بم استفاده نمودند. برخوردار و چاوشیان - 2 - نقشه پهنهبندی سیل را با استفاده از نرمافزارهای HEC-RAS و Arc View برای مدیریت سیلابدشت تهیه کردند.
مطالعات هواشناسی و هیدرولوژی حوضه آبریز سد لتیان در محیط GIS توسط الوانکار وهمکاران - 1 - انجام شد و با استفاده از نقشههای توپوگرافی، مدل رقومی ارتفاعی - DEM - منطقه را تهیه نمودند. سپس به کمک نقشه تهیه شده، پارامترهای فیزیوگرافی حوضه را بطور دقیق محاسبه نمودند.
هدف از این تحقیق تهیه سیستم اطلاعات جغرافیایی شبکه آبیاری و زهکشی کوثر بوده که قابلیت بهنگامسازی اطلاعات، ایجاد ارتباط بین اطلاعات مختلف، انجام پرس و جوهای منطقی، محاسبه شاخصهای ارزیابی عملکرد سیستم آبیاری و زهکشی، ترکیب لایههای مختلف، گزارشدهی را داشته، امکان استفاده از آن در بهبود مدیریت شبکه و کمک به تصمیمگیری بررسی گردد.
تعیین نیاز آبیاری و مقدار آب مورد نیاز در ابتدای هر آبگیر از عواملی است کهمعمولاً مدیران شبکه را با مشکل مواجه ساخته و بدون برنامهریزی دقیق امکان هدررفت آب بسیار زیاد است. این موضوع بستگی به الگوی کشت، مساحت مزرعه، تبخیر و تعرق، دور آبیاری، راندمان آبیاری مزرعه و کانالهای انتقال آب دارد که با توجه به ماهیت مکانی پارامترهای ذکر شده، استفاده از GIS میتواند انجام محاسبات را تسهیل نماید. لذا در این تحقیق امکان تهیه یک مدل تخمین آب آبیاری مورد نیاز در داخل محیط GIS بررسی گردیده تا مدیران را در تصمیم گیری درست یاری نماید.
مواد و روشها
اطلاعات مورد نیاز این پروژه از طریق شرکت مهندسین مشاور آب خاک تهران که عهدهدار طراحی آن بوده و همچنین با مراجعه به سازمان آب و برق خوزستان تهیه گردیده است. بخشی از اطلاعات به صورت رقومی ولی در محیط AutoCAD موجود بوده که نیاز به تصحیح و انتقال به محیط GIS داشتند.
