آبیاری و زهکشی ایران
سال:1387 | دوره:2 | شماره:2 |تعداد مقالات:16

یکی از تبعات بارز تغییر اقلیم، تاثیر آن بر نیاز آبی محصولات کشاورزی می باشد که می تواند مدیریت منابع آب را با چالشهای جدی همراه سازد. در این تحقیق، با استفاده از مدلهای AOGCM گزارش سوم IPCC شامل CCSR، CGCM2، CSIRO-MK2، ECHAM4، GFDL-R30، HadCM3 و NACR-DOE (سناریوی انتشار (A2، اثرات ناشی از سناریوهای اقلیمی دما در دوره های 2010-2039 و 2070-2099 بر نیاز آبی چهار محصول عمده در شبکه آبیاری زاینده رود شامل گندم، جو، چغندرقند و سیب زمینی بررسی شده است. در تعیین سناریوی دما به عنوان ورودی اصلی به مدل تعیین نیاز آبی گیاه، به دلیل عدم قطعیت ناشی از بکارگیری مدلهای فوق، مقادیر این متغیر در 7 مدل مقایسه شده، محدوده تغییر دمای حوضه نسبت به دوره پایه (1971-2000) در دوره های آتی تعیین شد. سپس به منظور تحلیل عدم قطعیت و ریسک، سری زمانی ماهانه دما تا افق 100 ساله به تعداد نمونه های لازم 1000) نمونه) تولید گردید و در ادامه نیز با استفاده از یک مدل، نیاز آبی و ریسک تغییرات در تقاضای آبی چهار گیاه فوق بررسی شد. نتایج حاکی از آن است که با نزدیک شدن به پایان قرن، احتمال افزایش میزان نیاز آبی محصولات در منطقه افزایش خواهد یافت، به طوریکه نیاز به تطبیق به ویژه برای دوره 2070-2099 ضروری به نظر می رسد. این روند می تواند بر اساس سطح زیر کشت اصلی فعلی شبکه ها، حجم تقاضای آب را برای مجموع این چهار گیاه در حدود 173 تا 230 میلیون متر مکعب بازای احتمالات %50 و %25 در سال، طی دوره 2070-2099 افزایش دهد. در خاتمه قابل ذکر است که رفتار گیاهان نسبت به این تغییرات یکسان نبوده و سیب زمینی حساسیت کمتری را به این پدیده از خودنشان می دهد.

نتایج آزمایش های صحرایی بر روی تعدادی از مزارع کشاورزان استان خراسان رضوی که به روش سطحی آبیاری می شوند نشان می دهد، بازده کاربرد آب در مراحل اولیه رشد گیاه بسیار پایین است و در مراحل خاک آب و جوانه زدن بذر ممکن است به کمتر از %10 برسد ولی در آبیاری های بعدی حتی به %90 نیز بالغ گردد. در سالهای اخیر تعدادی از کشاورزان روش آبیاری مزرعه خود را به قطره ای تغییر داده اند. به منظور بررسی اثرات این تغییر روش آبیاری بر مقدار آب مصرفی، عملکرد محصول و کارایی مصرف آب آبیاری (WUE) در تعدادی از مزارع مطالعه ای انجام شد. نتایج بررسی ها نشان داد که با تغییر روش آبیاری سطحی به آبیاری قطره ای، بیشترین و کمترین درصد افزایش عملکرد محصول را، به ترتیب سیب زمینی با %21 و چغندر قند با %9 داشتند. بیشترین کاهش آب مصرفی، در زراعت های ذرت علوفه ای با %49 و کمترین مقدار آن در مزارع سیب زمینی با %34 اتفاق افتاده است. کارآیی مصرف آب آبیاری در ذرت علوفه ای %116 افزایش یافته بود و زراعت های گوجه فرنگی، چغندرقند و سیب زمینی به ترتیب با %98، %92 و %83 در مراحل بعدی قرار گرفته بودند. در مجموع در تمام مزارع مورد مطالعه، میانگین آب مصرفی در زراعت های چغندرقند، ذرت علوفه ای، گوجه فرنگی و سیب زمینی بین 34 تا 49 درصد کاهش داشته است و مقدار عملکرد وزنی در چهار محصول مذکور بین 9 تا 21 درصد و کارآیی مصرف آب آبیاری، بین 83 و 116 درصد (حدود 2 برابر) افزایش پیدا کرده بود. ضمن اینکه نرخ بازده سرمایه گذاری آنها نیز به ترتیب معادل 389، 748، 1304 و 465 درصد افزایش نشان می داد.

آبیاری بارانی روشی است که به دلیل راندمان بالا و صرفه جویی در آب مصرفی، در حال توسعه می باشد. در آبیاری بارانی، امکان ذخیره مقداری از آب آبیاری در سطح زمین بدون ایجاد آبدوی وجود دارد. ذخیره سطحی به عواملی نظیر شیب زمین، پوشش گیاهی و زبری خاک بستگی دارد و یکی از فاکتورهای موثر بر رواناب و نفوذ می باشد. در خاک های رسی انقباض پذیر، با کاهش رطوبت، درز و شکاف هایی در سطح خاک ایجاد می شود که مشکلاتی را در رابطه با نفوذ آب و راندمان آبیاری ایجاد می کند. در این تحقیق، تاثیر شیب زمین (1، 3 و 5 درصد)، پوشش گیاهی و درز و شکاف های خاک بر ذخیره سطحی و رواناب در یکی از مزارع دارای سیستم آبیاری بارانی در استان مرکزی مطالعه شد. آزمایش ها برای دو نوع خاک (معمولی و درز و شکاف دار) در قالب طرح کاملا تصادفی و با اعمال سه تکرار برای هر تیمار انجام شد. نتایج نشان داد که شیب زمین و پوشش گیاهی بر رواناب و ذخیره سطحی تاثیر معنی دار دارند. با افزایش شیب متوسط زمین، رواناب افزایش یافت به طوری که رواناب از 34.7 درصد در شیب 1 درصد به 43.3 درصد در شیب 5 درصد رسید. تاثیر شیب زمین بر ذخیره سطحی منفی بود. در خاک معمولی بدون پوشش گیاهی، با افزایش شیب از 1 به 5 درصد، ارتفاع ذخیره سطحی آب از 0.97 سانتی متر به 0.58 سانتی متر کاهش یافت. در شیب 1 درصد، پوشش گیاهی باعث کاهش 10 درصدی رواناب گردید. تاثیر پوشش گیاهی بر رواناب بیشتر از تاثیر درز و شکاف های خاک بود. تاثیر درز و شکاف های خاک بر ذخیره سطحی در سطح 5 درصد معنی دار بود.

با توجه به بالا بودن میزان رس موجود در خاک های اراضی استان گیلان و ترک خوردن این خاک ها در اثر خشکی، بخش عمده ای از آب آبیاری از طریق این ترک ها تلف می شود. بنابراین، مدیریت صحیح آبیاری در این خاک ها نقش مهمی در کاهش تلفات آب آبیاری خواهد داشت. این مطالعه به صورت طرح فاکتوریل در قالب بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار به منظور بررسی اثرات مدیریت های مختلف آبیاری بر میزان آب مصرفی و خصوصیات نفوذ خاک های ترک دار شالیزاری استان گیلان انجام شد. تیمار اصلی پهنای ترک شامل C0 (ترک مویین، حدود 3-4 میلی متر)، C15 (ترک با پهنای 1.5 سانتی متر) و D5 (ترک با پهنای 2.5 سانتی متر) بود. تیمار فرعی آبیاری شامل D0 (آبیاری در حد پرشدن ترک ها)، D25 (آبیاری با ارتفاع غرقابی 2.5 سانتی متر) و D5 (آبیاری با ارتفاع غرقابی 5 سانتی متر) بود. نتایج نشان داد که مقدار رطوبت اولیه خاک اثر قابل توجهی بر میزان نفوذ در خاکهای درز و شکاف دار دارد و بخش عمده ای از آب آبیاری صرف پرکردن درز و شکاف های موجود در خاک می گردد. تغییرات رطوبت خاک اثر کمی در توان معادله نفوذ کوستیاکف- لوئیس در مقایسه با ضریب معادله داشت. با افزایش تنش خشکی خاک، ضریب معادله نفوذ کوسیتاکف- لوئیس و در نتیجه میزان میزان آب لازم برای پرشدگی ترک های خاک افزایش یافت. نفوذ تجمعی، در تیمار ترک با پهنای 2.5 سانتی متر نسبت به ترک مویین و ترک با پهنای 1.5 سانتی متر به ترتیب 4.34 و 2.35 برابر شد. پهنای ترک، ارتفاع آب آبیاری و اثر متقابل پهنای ترک و ارتفاع آب آبیاری تاثیر معنی داری بر میزان آب مصرفی داشت. تلفات آب آبیاری در تیمارهای مختلف پهنای ترک شامل C0، C15 و C25 به ترتیب برابر با 56.73، 64.53 و 78.17 درصد بود.

میزان بارندگی و دقت تعیین آن در مطالعات و طرح های مختلف آبی نقش مهمی را دارا می باشد. در این راستا وجود یک شبکه باران سنجی مناسب که با استفاده از مقادیر بارندگی حاصل از آن، بارندگی در سطح منطقه با دقت مناسبی قابل تخمین باشد، ضروری است. در این تحقیق جهت بهینه سازی شبکه باران سنجی استان خوزستان، از بین روشهای مختلف برآورد مقادیر، روش زمین آماری و روش فاصله معکوس مقیاس شدند. معیار ارزیابی مقایسه روش ها، مقادیر میانگین مربعات خطا (MSE)، میانگین قدر مطلق خطا (MAE) و میانگین خطای انحراف (MBB)، (که از نتایج حاصل از اعتبارسنجی حذف بدست می آیند) می باشد. نتایج بررسی ها نشان داد که در روش کریجینگ نسبت به روش فاصله معکوس دقت بالاتری در تخمین مقادیر دارد و لذا در بهینه سازی شبکه از روش کریجینگ استفاده شد. استفاده از روش کوکریجینگ به دلیل عدم همبستگی کافی بین بارش ماهیانه و متغیر کمکی ارتفاع، مناسب تشخیص داده نشد. در مرحله بررسی باران سنج های اضافی، که از دو معیار ارزیابی حاصل از نتایج اعتبارسنجی حذفی استفاده گردید، 5 باران سنج، که با استفاده از سایر نقاط شبکه با دقت قابل قبولی قابل تخمین بودند، جهت حذف از شبکه پیشنهاد شد. در مرحله ایجاد باران سنج های جدید نیز، با استفاده از ارزیابی خطای تخمین حاصل از روش کریجینگ، سه نقطه در سطح منطقه جهت ایجاد باران سنج جدید انتخاب شد.

پنبه گیاهی است که به مقدار آب آبیاری واکنش زیادی نشان می دهد به طوریکه افزایش آب نه تنها باعث افزایش عملکرد، بلکه گاهی اوقات باعث کاهش عملکرد نیز می گردد. به همین منظور با توجه به کمبود آب در استان گلستان و لزوم استفاده بهینه از واحد آب مصرفی، برای تعیین اثرات کمبود آب بر عملکرد و اجزا عملکرد پنبه، این طرح با استفاده از سیستم آبیاری بارانی کلاسیک به شکل خطی اجرا گردید. با توجه به الگوی مثلثی توزیع آب آبپاشها، 6 تیمار آبیاری در طرفین خط بارانی و موازی آن بفاصله 2.5 متری به صورت تیمارهای I1 تا I6 در نظر گرفته شد به طوریکه تیمار I1 بیشترین و تیمار I6 کمترین میزان آب و تیمار I2 به اندازه نیاز آبی دریافت می کرد. تیمارهای سطوح آبیاری بصورت 125، 100، 73، 60، 29 و 20 درصد نیاز آبی بودند. برای کشت از سه رقم پنبه به نامهای ساحل، سپید (سای اکرا) و 818-312 استفاده گردید. طرح آزمایشی به صورت کرتهای خردشده نواری با 3 تکرار بود. نتایج آزمایش نشان داد که بیشترین عملکرد با 3365 و 2043 کیلوگرم در هکتار در سالهای 1380 و 1381 مربوط به تیمار I3 بود. اختلاف تیمار I3 با تیمارهای I4، I5 و I6 در سال اول و با تمام تیمارها در سال دوم معنی دار شد. با افزایش آب آبیاری و با کاهش بیش از حد آب آبیاری، عملکرد کاهش یافت. عملکرد رقم سپید به میزان 17.9 درصد از دو رقم دیگر در سال اول و به میزان 15 درصد از رقم ساحل در سال دوم بیشتر بود. اختلاف بین سه رقم پنبه از نظر درصد زودرسی معنی دار نبود، از نظر وزن قوزه در سال دوم معنی دار اما در سال اول معنی دار نبود. بیشترین وزن قوزه مربوط به تیمار I3 و زودرس ترین تیمار آبیاری، تیمار آبیاری I6 بود. از نظر آب مصرفی تیمار آبیاری I3 به میزان 27 درصد کمتر از نیاز آبی دریافت کرد. در نهایت با توجه به نتایج حاصل از عملکرد، اجزا عملکرد و صرفه جویی در آب مصرفی می توان نتیجه گرفت که بهترین تیمار و رقم، تیمار آبیاری I3 که به اندازه %73 نیاز آبی آب دریافت می کرد و رقم سپید بود.

بخش عمده بارندگی و آب آبیاری در نواحی خشک و نیمه خشک بواسطه تبخیر از سطح خاک تلف می شود، بطوریکه در اراضی فاریاب، بسته به روش آبیاری، نوع و مرحله رشد گیاهان، به تنهایی در حدود 10-69 درصد از تبخیر- تعرق را تبخیر از سطح خاک تشکیل می دهد. در اینگونه نواحی، مناطقی وجود دارند که سطح ایستابی در آنها بالا بوده وبواسطه تبخیر از سطح خاک، تجمع املاح در سطح خاک نیز رخ می دهد. بنابراین، تبخیر از سطح خاک نه تنها باعث اتلاف منابع آب می گردد، بلکه موجب شور شدن خاک نیز می شود. مشکل اصلی در برآورد تبخیر غیرماندگار در شرایط مزرعه ای، نبود روابطی ساده با حداقل اطلاعات ورودی برای لحاظ کردن در مدل های بیلان آب است. هدف این مقاله مقایسه سه راه حل تحلیلی برای برآورد میزان تبخیر از سطح خاک است. این راه حل ها با استفاده ازمعادله ریچاردز و با کمک معادله های پارامتریک ون گنوختن، بروکز- کوری و کمپل برای توصیف تغییرات مقدار رطوبت درناحیه غیراشباع بالای سطح ایستابی بدست آمده اند. با استفاده از این راه حل ها، مقادیر تبخیر تجمعی از سطح خاک به صورت توابعی از افت سطح ایستابی و ویژگی های هیدرولیکی خاک تعیین می گردند. با ساخت مدل های فیزیکی و استفاده از سه خاک دست خورده با بافت های لوم شنی، لوم شنی- رسی و رس سیلتی و انجام آزمایش های مورد نیاز، کارآیی روابط پیشنهاد شده ارزیابی شد. نتایج حاصل نشان داد که بین اندازه گیری واقعی و پیش بینی ها تطابق خوبی وجود دارد. برآورد کمتر از حد واقعی مدل ها، عمدتا به خاطر تبخیر از سطح جانبی ناشی از انقباض خاک درون ستون ها و تبخیر ناشی از حرکت روبه بالای آب در نیمرخ خاک به حالت بخار است. همچنین، پیش بینی تبخیر به کمک مدل ون گنوختن بهتر از مدل بروکز- کوری بوده و استفاده از مدل بروکز و کوری نیز نتایجی بهتر از مدل کمپل ارایه می کند.

پیش بینی فرآیندهای جریان انتقالی در خاکها بسیاری از شاخه های علوم خاکشناسی و محیط زیست مهم و حیاتی است. یکی از مکانیزمهای انتقال آب و املاح در خاک جریان ترجیحی می باشد. جریان ترجیحی عبارتست از حرکت آب و آلاینده ها از مسیرهای سهل الوصول و انتقال آنها به آبهای زیرزمینی. این مسیرهای ترجیحی ناشی از پوسیدگی ریشه ها، حفرات ناشی از عبور و مرور کرمهای خاکی و شکافهای حاصل از انبساط و انقباض خاک طی دوره های متناوب می باشند. هدف از این تحقیق بررسی جریان ترجیحی یون نیترات در حضور و عدم حضور ماکروپورها در دو شدت جریان 0.3 و 0.7 هدایت هیدرولیکی اشباع (Ks) در دو نوع خاک می باشد. برای این منظور ستونهای خاکی به ارتفاع 30 و قطر 20 سانتیمتر ایجاد شد به گونه ای که جرم مخصوص ظاهری خاک در ستونها با جرم مخصوص ظاهری خاک در شرایط مزرعه یکسان باشد. در مجموع 16 ستون، تحت دو شدت جریان مذکور هر کدام با دو تکرار فراهم شد. نتایج نشان داد که در عدم حضور ماکروپورها در دو بافت مورد مطالعه منحنی های رخنه حاصله دارای یک اوج بودند، که در واقع عدم وقوع جریان ترجیحی را نشان میدهد. در تیمارهای با حضور ماکروپورها منحنی های رخنه دارای دو اوج متمایز از یکدیگر می باشند که دو اوج بودن منحنی نشان دهنده وقوع جریان ترجیحی می باشد. اوج اول انتقال نیترات را از میان ماکروپورها نشان می دهد، و اوج دوم نشان دهنده انتقال نیترات از ماتریکس خاک می باشد. اما در بافت لوم شنی در بعضی از موارد (2 مورد) در حضور ماکروپورها، منحنی های رخنه دارای یک اوج شدند که می تواند بیانگر عدم وقوع جریان ترجیحی باشد. دلیل این امر عدم پیوستگی ماکروپورها می باشد که در نتیجه ریزش دیواره ایجاد شده است. به عبارتی عدم پیوستگی ماکروپورها سبب عدم وقوع جریان ترجیحی شده است. همچنین نتایج این تحقیق وجود جریان ترجیحی را در ستونهای حاوی ماکروپور در هر دو شدت جریان 0.3Ks و 0.7Ks نشان داد، به طوری که منحنی های رخنه دارای دو اوج متمایز بودند. با افزایش شدت جریان از 0.3Ks به 0.7Ks جریان ترجیحی تشدید یافت. این نتایج برای ستونهای خاک شنی در شرایطی که ماکروپورها مسدود نشده بودند نیز به دست آمد.

تداوم استفاده گستره از پوشش های شن و ماسه ای برای لوله های زهکش زیرزمینی با مشکلاتی از نظر تهیه، حمل و نقل، اجرا و هزینه سنگین روبه روست، به همین دلیل گرایش به استفاده از پوشش های مصنوعی یا ژئوتکستایل ها که دارای هزینه کمتری بوده و معایب ذکر شده را ندارند، بیشتر شده است. هدف از این مطالعه، بررسی عملکرد سه نوع پوشش مصنوعی زهکشی در مقایسه با پوشش معدنی است. از آنجا که مقایسه بین عملکرد پوشش های مختلف در شرایط مشابه و با استفاده از خاک های منطقه مورد نظر انجام شده، انتظار می رود این بررسی بتواند تا حد زیادی جایگزین مطالعات صحرایی که دارای هزینه و مشکلات عدیده ای است باشد. جهت انجام این تحقیق، خاک مورد نیاز از یک پروژه زهکشی در منطقه شمال خرمشهر تهیه شد. در مرحله بعد کارایی سه نوع پوشش ژئوتکستایل (PP900,PP700,PP450) مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس منحنی دانه بندی و نوع خاک، پوشش pp700 به عنوان گزینه برتر پیشنهاد شده بود، در عین حال دو گزینه دیگر به عنوان حدود بالا و پایین این گزینه مورد ارزیابی قرار گرفت. علاوه بر این، یک نوع پوشش معدنی که بر اساس معیارهای دفتر عمران اراضی آمریکا طراحی و انتخاب شده بود مورد ارزیابی قرار گرفت. این بررسی در شرایط آزمایشگاهی و با استفاده از مدل فیزیکی نفوذسنج (بر اساس الگوی استاندارد (ASTM D-5101 با اعمال چهار بار هیدرولیکی 25)، 50، 75 و 100 سانتی متر) انجام شد. در این تحقیق با انجام آزمایشات لازم، تغییرات دبی خروجی از سیستم خاک- ژئوتکستایل، هدایت هیدرولیکی، نسبت گرادیان و نسبت هدایت هیدرولیکی در هر چهار نوع پوشش بررسی شد. نتایج آزمایش نسبت گرادیان نشان داد که هیچ کدام از پوشش ها (معدنی و ژئوتکستایل ها) نسبت به گرفتگی حساس نبودند. هم چنین دبی خروجی در پوشش معدنی تقریبا دو برابر پوشش های ژئوتکستایل به دست آمد. از مقایسه تغییرات دبی خروجی و تغییرات هدایت هیدرولیکی در بین ژئوتکستیال ها مشخص شد که پوشش pp450 دارای عملکرد مناسب تری است. بنابراین در صورتی که بخواهیم سطح ایستابی با سرعت کمتر و به صورت یک نواخت پایین آورده شود و ذخیره رطوبتی در خاک ایجاد گردد، استفاده از این نوع پوشش ژئوتکستایل توصیه می شود.

از 5 دهه گذشته که مصرف کودهای شیمیایی و سموم بطور گسترده ای وارد فعالیت های کشاورزی گردیده است. افزایش غلظت املاح زیان آور ناشی از مدیریت نادرست آبیاری و کوددهی در آبهای زیرزمینی و سطحی در نقاط مختلف روبه تزاید گذاشته ومصرف آنها را دچار مخاطره ساخته است. مدیریت آب و کود برای افزایش عملکرد و کاهش آلودگی منابع آب، ضروری است. لذا در این تحقیق نسبت اقتصادی و مقدار بهینه آب آبیاری برای سه خط مشی اقتصادی بدون محدودیت، با محدودیت شستشوی کودها و محدودیت زیست محیطی بررسی و برآورد گردید. به همین منظور تحقیقی در مزرعه ای به مساحت 32.1 هکتار تحت سیستم آبیاری بارانی عقربه ای (کم فشار) انجام شد و مقدار بهینه آب آبیاری برای مدیریتهای مختلف مورد بررسی قرار گرفت. نسبت اقتصادی برای سه نوع مدیریت بدون محدودیت، با محدودیت شستشوی کودها و محدودیت زیست محیطی به ترتیب برابر 20.01، 3.21، 1.13 محاسبه گردید. نتایج نشان داد میانگین مقدار بهینه آب آبیاری در هر دو آبیاری در سه خط مشی اقتصادی ذکر شده (با فرض توزیع توانی) به ترتیب برابر 8.32، 13.33 و 17.98 میلی متر بوده است. بنابراین در شرایط خشکسالی و کم آبی خط مش اقتصادی بدون محدودیت توصیه می گردد.

تولید رواناب و فرسایش خاک در مزارع کشاورزی از جمله پدیده هایی است که به لحاظ کاهش حاصل خیزی و بازده خاک حائز اهمیت زیادی است. یکی از ضروریات اولیه برای کنترل و کاهش رواناب و رسوب در آبیاری گان اینست که با انجام شبیه سازی میزان رواناب و فرسایش تحت این نوع آبیاری پیش بینی شود و در این زمینه یکی از نرم افزارهای کامپیوتری، مدل EUROSEM می باشد، ولی باید قبل از هر چیز کارایی این مدل مورد بررسی قرار گیرد. در این تحقیق با انجام آزمایش های صحرایی در زمینی با دو شیب 1 و 3 درصد واقع در مزرعه تحقیقاتی واقع در دانشگاه شهرکرد سعی شده کارایی مدل EUROSEM در برآورد رواناب و فرسایش خاک تحت شرایط آبیاری بارانی گان مورد ارزیابی قرار گیرد. شدت پاشش آب سیستم آبیاری گان در این تحقیق، بطور متوسط 38 میلیمتر بر سرعت و ضریب یکنواختی آن 89.5 درصد بود. نتایج این تحقیق نشان می دهد که مدل EUROSEM قادر است میزان کل رواناب و هدر رفت خاک را تحت شرایط آبیاری بارانی گان به خوبی شبیه سازی نماید، ولی در شبیه سازی زمان شروع رواناب، زمان رسیدن به دبی اوج رواناب و رسوب این مدل دارای خطای بیشتری می باشد. همچنین نتایج حاکی از آن است که دقت مدل در برآورد رواناب و رسوب نزدیک به هم بوده و اختلاف معنی داری بین دقت برآورد این دو پارامتر مشاهده نشده است. علاوه بر آن نتایج اعتبارسنجی مدل نشان داده که مدل در صورتیکه کالیبره شود به خوبی می تواند علاوه بر رخدادهایی که بر اساس آنها مدل کالیبره شده، رخدادهای دیگر را شبیه سازی کند.

تحقیق حاضر بر روی 4 مزرعه در شهرستان بردسیر که با سیستم دوار مرکزی آبیاری می شوند طی دو سال متوالی 80-81 و 81-82 انجام گردید. برای تعیین کارایی مصرف آب آبیاری داده های لازم برای محصولات عمده منطقه شامل گندم، چغندرقند، ذرت و یونجه جمع آوری و سپس مقدار کارایی برای هر کدام از محصولات و در مزارعه مختلف محاسبه گردید. سپس با انجام محاسبات اقتصادی بازده ریالی وشاخص کارایی ریالی مصرف آب به ازاء هر واحد از حجم آب محاسبه شدند. همچنین جهت تعیین قیمت آب از روابط مربوط به هزینه استخراج و انتقال آب استفاده شد. نتایج بدست آمده نشان داد که حداکثر کارآیی مصرف آب در زراعت ذرت (9.98kg/m3) و حداقل آن در زراعت گندم (0.11kg/m3) می باشد. همچنین قیمت تمام شده آب برای 4 مزرعه به طور متوسط با نرخ بهره 15 درصد به ترتیب 205، 323، 146 و 237 ریال بدست آمد و با استفاده از کارایی مصرف آب آبیاری، شاخص کارایی ریالی مصرف آب آبیاری برای محصولات مختلف تعریف و تعیین گردید. بر اساس نتایج، این شاخص برای محصولات گندم، چغندرقند، ذرت و یونجه به ترتیب بین 2.4-6.1، 3.5-8.8، 5.4-6.5 و 4.3-6.5 تغییر می نمود. سپس با استفاده از مقادیر شاخص کارایی ریالی آب، اولویت های کشت محصولات مختلف در مزارع انتخابی تعیین گردید. براین اساس، در مزراع 1، 3 و 4 اولویت اول با محصول چغندرقند و در مزرعه 2 اولویت اول با محصول ذرت می باشد و در تمامی مزارع اولویت آخر با محصول گندم بدست می آمد.

پیش بینی بارندگی سالانه، معمولا می تواند موفقیت در کشت دیم، طراحی پروژه های مهندسی منابع آب، برنامه ریزی های اقتصادی منطقه ای و مدیریت بهتر منابع را تضمین نماید. در سال های اخیر استفاده از روش های مدل سازی مبتنی بر هوش مصنوعی در علوم مهندسی آب مورد توجه جدی محققین قرار گرفته است. در این تحقیق سعی شده است با تکیه بر توانایی های شبکه های عصبی مصنوعی مدلی جهت پیش بینی بارندگی سالانه در استان کرمان ارایه شود. ابتدا آمار بارندگی روزانه و سالیانه در 12 ایستگاه دارای آمار طولانی مدت (حداقل 30 سال) استان کرمان جمع آوری و سپس متغیرهای مستقلی همچون بارندگی سالانه 1، 2 و 3 سال گذشته و میانگین درازمدت هر ایستگاه استخراج گردید. با آگاهی از وجود همبستگی مناسب میان طول فاصله زمانی وقوع 47.5 میلی متر بارش از ابتدای پاییز با مقدار بارندگی سالانه و دیگر متغیرهای مستقل یادشده، مدلی برای پیش بینی بارندگی سالانه با استفاده از رگرسیون خطی چند متغیره و شبکه های عصبی مصنوعی ارایه شد. مقایسه نتایج آزمون مدل های نهایی برای یک سری داده مستقل که در آموزش و صحت سنجی مدل ها نقش نداشتند حاکی از توانایی بالای مدل شبکه عصبی در شبیه سازی روند دوره های کاهش و یا افزایش بارش و پیش بینی بارندگی سالانه بود. برتری مدل شبکه عصبی نسبت به مدل رگرسیون خطی چند متغیره نیز آشکار بود.

منابع آب های زیرزمینی یکی از مهمترین و ارزانترین منابع آب به شمار می روند. شناخت صحیح و بهره برداری اصولی از آنها در مناطق خشک و نیمه خشک می تواند در توسعه پایدار فعالیت های اجتماعی و اقتصادی آن منطقه نقش به سزایی داشته باشد. برای آگاهی از وضعیت منابع آب زیرزمینی در چنین مناطقی لازم است پیش بینی دقیقی از نوسانات آب زیرزمینی انجام شود. این پژوهش برای پیش بینی رفتار سطح آب زیرزمینی در دشت نیشابور با استفاده از مدل داده های ترکیبی انجام گردیده است. مدل داده های ترکیبی، مدل های رگرسیونی هستند که به دلیل درنظرگرفتن چندین پیزومتر در طول یک دوره زمانی، توانایی پیش بینی سطح آب زیرزمینی را در پیزومترهای مختلف به صورت توام دارای می باشند. دشت فوق به دلیل داشتن بیش از 50 پیزومتر که اکثرا دارای بیش از 12 سال آمار هستند، برای این پژوهش انتخاب گردید. بدین منظور ابتدا پیزومترهای موجود در سطح دشت به روش "وارد" خوشه بندی شده و برای هر خوشه یک پیزومتر به عنوان نماینده انتخاب گردید. سپس، برای محدوده تحت پوشش پیزومترهای معرف هر خوشه، مقادیر متغیرهای مستقل شامل بارندگی، دمای حداکثر، حداقل و متوسط و سطح آب اولیه با استفاده از روش عکس فاصله محاسبه گردید. در نهایت عملکرد مدل های دادههای ترکیبی مختلفی مانند داده های ترکیبی با اثرات مشترک، اثرات ثابت و اثرات تصادفی برای پیش بینی سطح آب زیرزمینی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل داده های ترکیبی با اثرات مشترک بهترین نتیجه را برای پیش بینی سطح آب زیرزمینی داشته است. معیارهای عملکرد R2=0.99) و (RMSE=0.05 در دوره آزمون نیز حاکی از کارایی این مدل می باشند. بعلاوه این نتایج با نتایج بدست آمده از کاربرد شبکه عصبی مصنوعی نیز مقایسه و برتری نسبی آن مورد تایید قرار گرفت.