آبیاری و زهکشی ایران
سال:1386 | دوره:1 | شماره:2 |تعداد مقالات:10

بهبود شرایط بهره برداری از کانال های آبیاری مستلزم شناخت مناسب جریان غیردایمی در این کانال ها است. یکی از روش های بررسی جریان غیردایمی و روندیابی کانال، روش موج پخشیدگی است. در حالت کلی معادله موج پخشیدگی برای روندیابی کانال های آبیاری، غیرخطی بوده و دارای حل تحلیلی نمی باشد. حل تحلیلی این معادله مستلزم ثابت در نظر گرفتن ضرایب آن است و دقت روندیابی با استفاده از حل تحلیلی موج پخشیدگی بستگی مستقیم به انتخاب بهینه ضرایب معادله دارد. در این تحقیق انتخاب بهینه ضرایب معادله خطی موج پخشیدگی به کمک مفهوم حساسیت هیدرولیکی معادل آزمون و ارایه شده است. همچنین حل تحلیلی موج پخشیدگی برای محاسبه هیدروگراف خروجی از یک بازه از کانال به ازای تغییر ناگهانی ایجاد شده در دبی ابتدای آن بررسی و نتایج حاصل از روش پیشنهادی با نتایج سایر محققین و نتایج حاصل از مدل هیدرودینامیک مقایسه شده است. نتایج این تحقیق افزایش دقت حل تحلیلی موج پخشیدگی بر اساس انتخاب بهینه ضرایب با روش پیشنهادی را نشان می دهد.

به منظور بررسی کارآیی مصرف آب در سیستم های آبیاری نشتی و قطره ای (تیپ) و بررسی کشت یک و دو ردیفه و تراکم در زراعت ذرت دانه ای رقم SC 704، آزمایشی در قالب طرح کرت های نواری خرد شده (strip split plot) بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در سال 1385 در ایستگاه تحقیقات اسماعیل آباد قزوین به اجرا درآمد. در کرتهای اصلی چهار تیمار آبیاری شامل سه سطح 80، 100 و 120 درصد نیاز آبی با استفاده از آبیاری قطره ای (تیپ) و 100 درصد نیاز آبی در روش آبیاری نشتی و در تیمار فرعی اول روش کاشت به صورت کشت یک و دو ردیفه و در تیمار فرعی دوم تراکم شامل سه سطح 75، 90 و 105 هزار بوته در هکتار قرار گرفتند. نتایج نشان داد که بالاترین عملکرد مربوطه به آبیاری قطره ای در سطح 120 درصد نیاز آبی و آرایش کاشت یک ردیفه با تراکم 90000 بوته در هکتار به مقدار 16583.52 کیلوگرم در هکتار می باشد. بیشترین کارایی مصرف آب مربوط به تیمار آبیاری قطره ای در سطح 80 درصد نیاز آبی و آرایش کاشت یک ردیفه با تراکم 75000 بوته در هکتار به میزان 3.75 کیلوگرم بر متر مکعب با عملکرد 1249.08 کیلوگرم در هکتار بود. به منظور صرفه جویی در مقدار آب آبیاری و به زیر کشت بردن مقدار بیشتری از اراضی با آب صرفه جویی شده، تیمار فوق جهت کاهش در منطقه توصیه می شود.

این تحقیق با هدف بررسی اثر مدیریت آبیاری بر توزیع خاک و شاخص های تولید محصول یونجه در سیستم آبیاری بارانی ثابت انجام گردید. بدین منظور سه پلات آزمایشی به ابعاد 30×25 متر در مزرعه ای واقع در شبکه آبیاری دشت ورامین انتخاب شد. هر پلات به 25 زیر پلات 6×5 متر تقسیم بندی گردید. تغییر در مقدار و یکنواختی توزیع آب با تنظیم فشار کارکرد آبپاشهای واقع در چهار گوشه پلانها صورت پذیرفت. در هر زیر پلات، در طول فصل رشد مربوط به چین دوم یونجه، عمق آب آبیاری در 5 نقطه زیر تاج گیاه و رطوبت خاک بین سطح و عمق 40 سانتی متری در مرکز زیر پلات اندازه گیری شد. همچنین وزن علوفه خشک، شاخص سطح برگ و ارتفاع گیاه در هر زیر پلات آزمایشی به عنوان مشخصه های گیاهی مورد پایش قرار گرفت. میانگین یکنواختی کاربرد آب در پلاتها بین 66 و 77 درصد و یکنواختی توزیع رطوبت خاک بین 88 و 91 درصد تغییرات نشان داد. بدین ترتیب بطور متوسط یکنواختی توزیع رطوبت خاک 18 درصد از یکنواختی توزیع آب آبیاری روی سطح خاک بیشتر بود. میانگین وزن علوفه خشک در پلاتهای آزمایشی بین 3.167 و 3.714 تن در هکتار، شاخص سطح برگ بین 4.41 و 6.31 و ارتفاع گیاه بین 77.3 و 80 سانتی متر تغییرات نشان داد. ارزیابی ها بیانگر آن است که در بین مشخصه های گیاهی مورد مطالعه، شاخص سطح برگ حساس ترین مشخصه نسبت به مقدار و یکنواختی توزیع آب آبیاری می باشد. با توجه به بازه تغییرات مقدار آب آبیاری و یکنواختی توزیع آن در پلاتهای آزمایشی، بازه تغییرات شاخص کارآیی مصرف آب یونجه 14.029-19.031-kgha-1mm برآورد گردید که بیانگر اهمیت قابل توجه مدیریت آبیاری بر شاخص های عملکرد این محصول می باشد.

خصوصیات هیدرولیکی خاک و کاربرد آنها در مدل های مربوط به حرکت آب در خاک نقشی بنیادین در حل تعداد زیادی از مشکلات مدیریتی آب دارد. امروزه مدل های زیادی جهت تخمین منحنی رطوبتی وجود دارند. در تحقیق حاضر با تعیین این عامل برای سه مکان با بافت خاک متفاوت (لوم سیلت، لوم) سعی شد تا کارایی چهار مدل متداول خارجی (راولز و براکنسیک، وریکن و همکاران، وستن، و ستن و همکاران) و چهار مدل داخلی (قربانی دشتکی و همایی، فرخیان فیروزی و همایی) مورد بررسی قرار گیرد. اندازه گیری منحنی رطوبتی در مکش های کمتر از یک متر توسط میز شنی و در مکش های بیشتر از یک متر توسط ضخامت تحت فشار بر روی نمونه های دست نخورده انجام شد. یک ارزیابی آماری بین نتایج تخمینی و نتایج اندازه گیری صورت گرفت. این ارزیابی نشان داد که هر چند نتایج به دست آمده چندان مطلوب نیستند ولی از بین مدل های خارجی مدل های وریکن و همکاران و وستن نتایج نسبتا قابل قبولی ارایه کرده اند. هر دو مدل قربانی دشتکی و همایی، خصوصا در مکش های بالا، عملکرد خوبی داشتند ولی رفتار مدل های فرخیان فیروزی و همایی نامناسب بود. بنابراین نیاز به تهیه توابع انتقالی مناسب برای خاک های آهکی و گچی ایران احساس می شود.

اهمیت آبهای زیرزمینی به عنوان یک منبع مهم تامین آب در مناطق خشک و نیمه خشک بر کسی پوشیده نیست. بطوری که پیش بینی نوسانات سطح آب زیرزمینی برای برنامه ریزی بهره برداری تلفیقی در چنین مناطقی یک ضرورت اساسی به نظر می رسد. دشت نیشابور با داشتن بیش از 45 چاه مشاهدهای که اکثرا دارای بیش از 12 سال طول آماری هستند، برای این پژوهش انتخاب گردید. بدین منظور ابتدا ویرایش و تولید داده های مورد نیاز در مقیاس ماهیانه، برای 15 پیزومتر انتخابی در سطح دشت و در شبکه تیسن معرف آنها با استفاده از اطلاعات خام اولیه و در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) صورت گرفت. سپس عملکرد شبکه های عصبی مصنوعی (ANN) مختلفی مانند شبکه عصبی پرسپترون چند لایه، پیشخور عمومی و بازگشتی برای پیش بینی سطح آب زیرزمینی به منظور یافتن ساختار مناسب ANN که بتواند روند تغییرات سطح آب زیرزمینی را شبیه سازی کرده و یک پیش بینی سطح قابل قبولی نیز در طی ماه های آینده فراهم نماید بررسی شده است. نتایج آزمایشهای مختلف نشان داد که شبکه عصبی پیشخور عمومی آموزش داده شده با الگوریتم مومنتم بهترین را برای پیش بینی سطح آب زیرزمینی در طی 6 ماه آینده داشته است به طوریکه معیارهای عملکرد در نظر گرفته شده مانند R2=0.937 و NRMSE=0.378 در دوره آزمون نیز حاکی از این مساله می باشد.

خاک محیطی است پویا که پیوسته زیر تاثیر تغییرات فیزیکی، شیمیایی و زیستی قرار می گیرد. بدیهی است که کاربرد فاضلاب شهری بر ویژگی های گوناگون خاک از جمله ویژگی های شیمیایی آن تاثیر می گذارد که برای ارزیابی موفق کاربرد فاضلاب باید مورد بررسی قرار گیرند. در همین راستا، آزمایشی در ستون های پلی اتیلنی به ارتفاع 150 و قطر 11 سانتی متر در قالب طرح فاکتوریل به صورت تصادفی با سه تکرار انجام شد. فاضلاب خام و پساب تصفیه خانه پرکند آباد مشهد به ستون های پرشده از خاک لوم شنی در دو شرایط غرقاب پیوسته و متناوب در 7 دوره 15 روزه بکار برده شدند. در انتهای آزمایش نمونه های خاک از اعماق 25-0، 50-25 و 100-50 سانتی متری هر ستون جمع آوری گردیدند. نتایج بدست آمده بیانگر افزایش مقدار شوری، نسبت جذب سدیم، نیتروژن- نیتراتی، فسفر - فسفاتی، کربن آلی کل و همچنین دو فلز سنگین نیکل و کادمیم، و کاهش اسیدیته در بخش محلول خاک به دنبال استمرار کاربرد فاضلاب ها در اعماق مختلف نیمرخ خاک می باشد. در مقایسه تاثیر نوع فاضلاب ها بر برخی ویژگی های شیمیایی خاک نیز مشخص گردید که میانگین مقدار شوری، نیتروژن - نیتراتی، نسب جذب سدیم، فسفر - فسفاتی و نیکل در تیمار فاضلاب خام بطور معنی داری بیشتر از پساب است. تفاوت معنی داری بین میانگین مقدار اسیدیته، کربن آلی کل و کادمیم بین فاضلاب ها مشاهده نگردید. تاثیر نحوه کاربرد فاضلاب ها نیز تنها بر میانگین مقدار شوری، فسفر - فسفاتی و کادمیم معنی دار گشت بطوری که مقدار آنها در محلول خاک در شرایط کاربرد متناوب کمتر از شرایط پیوسته بود. با توجه به نتایج گفته شده، کاربرد فاضلاب ها در خاک به هر هدفی که باشد، نیازمند اعمال مدیریت خاص است بطوری که ضمن بهره گیری مطلوب از فاضلاب، مخاطرات زیست محیطی و بهداشتی در خاک، گیاه و منابع آبی سطحی و زیرزمینی به حداقل کاهش یابد.

برآورد نیاز آبی یکی از پارامترهای اصلی در طراحی سیستم های آبیاری محسوب می شود. اگر در این طراحی از مقادیر میانگین تبخیر - تعرق برای یک دوره چندساله و براساس داده های هواشناسی استفاه شود، احتمال وقوع آن 50% خواهد بود، در حالیکه ممکن است گیاه با تنش آبی روبرو شود. بنابراین برای جلوگیری ازوقوع چنین مشکلی توصیه شده است که میزان تبخیر - تعرق (ET) با احتمالات مختلف برآورد شود و براساس نوع گیاه و مدیریت زراعی، مقدار ET با احتمال وقوع مناسب انتخاب و در طراحی سیستم های آبیاری بکار برده شود. در این تحقیق با استفاده از آمار و اطلاعات ایستگاه سینوپتیک هاشم آباد گرگان مقدار تبخیر - تعرق گیاه مرجع (ETo) و همچنین مقادیر تبخیر - تعرق پتانسیل زراعی (ETp) برای محصولات کشاورزی شاخص منطقه برای هر روز ژولینوسی از سال در دوره دراز مدت آماری محاسبه گردید. سپس با استفاده از روش میانگین متحرک تاریخ شروع و خاتمه هر یک از دوره های حداکثر نیاز آبی گیاهان (1 روزه تا 30 روزه) مشخص و با استفاده از توزیع نرمال، مقادیر ETo و ETp با احتمالات مختلف برای دوره های فوق برآورد شدند. تجزیه و تحلیل مقادیر ETo و ETp با احتمالات مختلف نشان داد که با افزایش دوره های حداکثر نیاز آبی، مقدار میانگین تبخیر - تعرق روزانه کاهش می یابد. همچنین برای یک دوره خاص با افزایش سطح احتمالاتی، میزان میانگین تبخیر - تعرق روزانه نیز افزایش پیدا کرد.

معضل کمبود آب و فشار بر منابع آب متعارف در کنار مشکلات و هزینه های دفع بهداشتی فاضلاب ها مشوق کاربرد پساب ها در کشاورزی است. در عین حال مشکلات بهداشتی و اجتماعی منتج از کاربرد پساب ها جوامع را به سوی روش های مدرن و مکانیزه همچون آبیاری قطره ای سوق داده است. مشکل گرفتگی قطره چکان ها و خسارت ها و هزینه های ناشی از آن عمدتا بر اثر عوامل موجود در پساب حادث می شود. در کنار توصیه های فنی و بهداشتی برای کاربرد آب در کشاورزی، می توان با کاربرد توام آب و پساب در سیستم، فراوانی و تواتر ورود این عوامل را مدیریت نمود. در این آزمایش تاثیر کاربرد توام آب و پساب به سه صورت شستشوی سیستم، آبیاری متناوب با آب و پساب، و رقیق سازی پساب در کنار کاربرد مستقل آب و پساب و اثر این تیمارها بر دبی سه نوع قطره چکان گردابی، طولانی مسیر و جبران کننده فشار، بررسی شده است. نتایج تحقیق نشان داد که شیب منحنی کاهش دبی در تیمارهای رقیق سازی، آبیاری متناوب، و شستشو به ترتیب 4.86-، 5.23-، 5.85- و ضریب همبستگی آنها 0.62، 0.65، 0.73 بوده است که این روند تاثیر کاربرد توام آب و پساب بر کاهش گرفتگی را تایید می نماید.

در این تحقیق مدل اگروهیدرولوژیکی SWAP 2.07 در برآورد عملکرد چغندرقند تحت شرایط کمیت و کیفیت های مختلف آب آبیاری مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور ارزیابی مدل SWAP، آزمایشی در سال زراعی 1385 در مرکز تحقیقات کشاورزی خراسان (ایستگاه طرق) انجام شد. برای ایجاد گرادیانهای مقادیر مختلف آب و شوری در مزرعه از دو لوله آبیاری بارانی تک شاخه ای (Line Source) که به صورت عمود بر هم قرار گرفته بودند استفاده شد. برای شبیه سازی عملکرد چغندرقند توسط مدل ابتدا مدل نسبت به پارامترهای گیاهی چغندرقند در خراسان رضوی، به خوبی واسنجی گردید و سپس جهت ارزیابی مدل، عملکرد شبیه سازی شده با مقادیر اندازه گیری شده در مزرعه مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که روند کلی تغییرات عملکرد شبیه سازی شده توسط مدل در مقادیر مختلف آب آبیاری بر روند تغییرات عملکرد به دست آمده در مزرعه (واقعی) کاملا مطابقت دارد و هر دو روش، حداکثر محصول را در عمق آبیاری 950 میلیمتر نشان دادند. نتایج شبیه سازی شده همانند مقادیر اندازه گیری شده نشان دادند که شوری آب و خاک بر عملکرد تاثیری ندارند. ضریب همبستگی (R2) بین عملکرد شبیه سازی شده توسط مدل و عملکرد اندازه گیری شده در مزرعه 0.83 به دست آمد که از لحاظ آماری معنی دار بود (p<0.01). اما مدل عملکرد را به طور متوسط (RMSE=10ton ha-1)%10 کمتر از مقادیر اندازه گیری شده برآورد کرد و آزمون مقایسه میانگین t-test تفاوت معنی داری را بین عملکرد پیش بینی شده توسط مدل و عملکرد اندازه گیری شده نشان نداد. به طور کلی مدل بعد از واسنجی به نحو قابل قبولی توانست عملکرد را در مقادیر مختلف آب و شوری، پیش بینی نماید.