علوم و مهندسی آبیاری
سال:1391 | دوره:35 | شماره:4 |تعداد مقالات:11

پارامترها و عوامل مختلفی از قبیل عمق سطح ایستابی نسبت به سطح زمین، شوری بخش اشباع خاک، عمق آب آبیاری، نوع خاک، رقم و سن گیاه بر عملکرد مزارع نیشکر تاثیر می گذارند. با بررسی این پارامترها و تعیین میزان اثر هر یک از آنها بر عملکرد مزارع نیشکر، می توان راهکارهایی ارائه داد که با بهره گیری از امکانات و شرایط موجود حداکثر عملکرد را در مزارع نیشکر به دست آورد. بدین منظور در این تحقیق سعی شد با استفاده از روش بدیع سیستم استنتاج فازی- عصبی تطبیقی عملکرد مزارع نیشکر مدل سازی گردد. داده های مورد نیاز جهت انجام این تحقیق مربوط به یک دوره سه ساله می باشد که از کشت و صنعت میرزا کوچک خان تهیه گردید. نتایج نشان داد مدل پیشنهاد شده با ضریب همبستگی برابر 0.978، RMSE 1.35 و میزان خطای 3.2 دارای دقت بالایی در پیش بینی عملکرد مزارع نیشکر می باشد.

در بررسی پرتابه های جامی شکل به وضوح مشخص است که محل برخورد جت با کف و دیواره پایین دست بالاترین امکان فرسایش را نسبت به سایر نقاط دارد. تعیین مشخصات فشارهای دینامیکی محل برخورد در شرایط مختلف این امکان را می دهد که در صورت وقوع چنین شرایطی در سازه های اجرایی احتمال وقوع آبشستگی و میزان دقیق آن را مشخص نمود. در این مطالعه با فراهم آوردن شرایط اندازه گیری فشارهای دینامیکی ایجاد شده بر کف در اثر برخورد جت خروجی از پرتابه جامی شکل سعی در استخراج داده هایی در شرایط مختلف برخورد از نظر دبی جت خروجی و عمق پایاب شده است. در انتها با بررسی داده ها سعی در ارائه نتایجی مناسب و کارآمد برای تحلیل هر چه بیشتر مشخصات فشارهای دینامیکی حاصل از برخورد جت در شرایط گوناگون پایین دست گردید. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که حوضچه های استغراق پایین دست پرتابه های جامی شکل زمانی موثر خواهند بود که نسبت عمق آب حوضچه به ضخامت جت در حال برخورد (y/bj) بزرگتر از 4 باشد. همچنین بررسی ها بر روی فشارهای دینامیکی نشان داد که حداکثر نوسانات فشار کف در برخورد مستقیم (بدون بالشتک آب)، اتفاق نمی افتد و زمانی اتفاق می افتد که یک لایه نازک از بالشتک آب وجود داشته باشد. در واقع این لایه نازک فرصت توسعه و پیشرفت جریانات آشفته و متلاطم را فراهم خواهد کرد.

نیشکر در خوزستان در سطح وسیع کشت شده و آبیاری آن به روش جوی و پشته با استفاده از سیفون یا هیدروفلوم صورت می گیرد. با هدف بررسی اثر آبیاری جویچه ای یک در میان روی حجم آب مصرفی، راندمان کاربرد و کارآیی مصرف آب، آزمایشی در اراضی کشت و صنعت امیرکبیر در سال 85-1384 اجرا شد. این آزمایش در قالب طرح آماری بلوک های کامل تصادفی با سه تیمار آبیاری معمول، آبیاری جویچه ای یک در میان ثابت و متغیر و در چهار تکرار روی واریته تجاری CP69-1062 نیشکرانجام شد. نتایج نشان داد که حجم کل آب مصرفی در طول دوره رشد نیشکر در تیمارهای فوق به ترتیب 29822، 21280 و 20656 متر مکعب در هکتار بوده که به طور متوسط در تیمارهای آبیاری یک در میان متغیر و ثابت به ترتیب حدود 30.7 و 28.6 درصد نسبت به شاهد، حجم آب مصرفی کاهش یافت. نتایج راندمان کاربرد آب نیز نشان داد که این فاکتور در مزرعه در آبیاری های مختلف در هر سه تیمار آزمایشی ثابت نبوده، به طوریکه در تیمار آبیاری معمول از50-41 درصد، در تیمار آبیاری یک در میان ثابت از 83-74 درصد و در تیمار آبیاری یک در میان متغیر از 87-77 درصد، برای تکرارهای اول تا چهارم، متغیر بوده است. همچنین کارآیی مصرف آب به ازای شکر تولیدی، در تیمارهای آبیاری معمول، یک در میان ثابت و متغیر به ترتیب 0.41، 0.58 و 0.7 کیلوگرم شکر بر متر مکعب آب مصرفی بود.

خش کشاورزی عمده ترین مصرف کننده منابع آب در کشور ما می باشد. برای افزایش بازده آبیاری و استفاده بهینه از منابع آب در مناطق خشک و نیمه خشک اقدامات مختلفی مانند استفاده از مالچ، کودهای آلی و ایجاد تغییر در خواص فیزیکی خاک با استفاده از اصلاح کننده های مختلف نظیر پرلیت، هیدروپلاس و نظایر آن صورت می گیرد. به منظور مقایسه مواد جاذب آب طبیعی و مصنوعی بر ظرفیت نگهداشت آب خاک، آزمایشی در قالب طرح فاکتوریل سه عاملی در قالب طرح کاملا تصادفی با 3 تیمار ماده جاذب آب (شاهد (بدون اعمال ماده جاذب آب)، کود پوسیده گاوی (15 گرم در کیلوگرم خاک) و سوپر جاذب طراوت A200 2) گرم در کیلوگرم خاک)) درسه تکرار در دو بافت شنی لومی و لومی رسی انجام شد. سپس مقدار آب خاک برای هر تیمار در مکش های 0، 0.1، 0.3، 0.5، 1، 3، 5 و 15 بار اندازه گیری و منحنی های رطوبتی هر خاک به طور جداگانه رسم گردید. نتایج نشان داد که بین دو بافت خاک و تیمارها در مکش های مختلف و همچنین اثر متقابل این عوامل با هم در سطح یک درصد اختلاف معنی دار وجود دارد. به طور کلی میزان ظرفیت نگهداشت رطوبت خاک در هر بافت، با کاربرد مواد جاذب آب نسبت به شاهد افزایش یافت. پلیمر سوپرجاذب در دو بافت شنی لومی و لومی رسی میزان درصد رطوبت حجمی خاک را به ترتیب 3.5 و 1.3 برابر نسبت به شاهد افزایش داد در حالی که این افزایش برای کود به ترتیب 1.6 و 1.1برابر بود. بنابراین مصرف پلیمر در خاک، مخصوصا در بافت های سبک می تواند با افزایش ظرفیت نگهداری رطوبت باعث موفقیت برنامه های آبیاری در مناطق خشک و نیمه خشک گردد.

برای حفظ منابع آب، بهینه سازی مصرف آب در بخش کشاورزی امری ضروری است. این پژوهش با هدف بررسی تاثیر تنش آب و کود بر عملکرد دانه و مقدار پروتئین ذرت علوفه ای انجام شد. به این منظور طی بهار و تابستان 1389 یک آزمایش فاکتوریل با دو فاکتور و سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهرکرد انجام شد. فاکتورهای آزمایش شامل تامین نیاز آبی به روش قطره ای - نواری با چهار تیمار I1، I2، I3 و I4 (به ترتیب 60، 80، 100 و 120 درصد نیاز آبی) و تامین نیاز تغذیه ای با کود شیمیایی در پنج سطح شامل F0، F1، F2، F3، F4 (به ترتیب صفر شاهد، 60، 80، 100 و 120 درصد ترکیب کودی توصیه شده) بودند که تغذیه کودی با روش کود-آبیاری انجام شد. نتایج نشان داد عملکرد دانه و پروتئین در ذرت علوفه ای به شکل معنی دار متاثر از میزان آب، کود و اثر متقابل آنهاست. بیشترین عملکرد دانه (18570 Kg/ha) مربوط به تیمار I4 بود که با تیمار I3 در سطح یک درصد اختلاف معنی دار نداشت. از میان تیمارهای آبیاری بیشترین میزان پروتئین (2122 Kg/ha) و بیشترین سهم پروتئین (13.9 درصد) مربوط به تیمار I2 بود. از میان تیمارهای کوددهی بیشترین عملکرد دانه و پروتئین به ترتیب با مقادیر 17552 و Kg/ha 2188 در سطح F4 اتفاق افتاد، اما بیشترین درصد پروتئین با مقدار 12.8 درصد مربوط به سطح F3  بود که با سطح F4 تفاوت معنی دار در سطح یک درصد نداشت. لذا با توجه به در نظر گرفتن جمیع شرایط از نظر رعایت جنبه های زیست محیطی و اقتصادی، اعمال تیمار I3 به همراه سطح مصرف کود F3 در شرایط مشابه طرح توصیه می گردد.

به دلیل وجود جریان های ثانویه در قوس ها، قوس بیرونی همواره در معرض تخریب و فرسایش می باشد. روش های متعددی جهت مقابله با فرسایش قوس بیرونی وجود دارد که یکی از ساده ترین و در عین حال اقتصادی ترین روش ها استفاده از آبشکن می باشد. آبشکن به عنوان مانعی در مسیر جریان باعث افزایش تنش برشی شده و افزایش فرسایش و آبشستگی در اطراف آبشکن را به همراه خواهد داشت. مطالعات صورت گرفته در زمینه آبشکن ها نشان می دهد که قسمت دماغه آبشکن بیشتر از مناطق دیگر در معرض آبشستگی می باشد. جهت پایداری دماغه در این تحقیق از ریپ رپ استفاده شده است. مطمئنا طراحی ریپ رپ با توجه به تاثیر جریان ثانویه و الگوی فرسایش در قوس با کانال مستقیم متفاوت بوده و از نتایج این تحقیق با ضریب اطمینان بیشتری جهت طراحی های کاربردی می توان بهره برد. پارامترهای مورد بررسی در این تحقیق شامل قطر ریپ رپ و ابعاد پوشش ریپ رپ می باشد. بر این اساس با توجه به استانداردهای موجود محدوده فرسایش پذیر در قوس تعیین گردید. پس از تعیین این محدوده آبشکن ها با ابعاد مورد نظر در محدوده فرسایش پذیر قوس قرار گرفته و ریپرپ های مختلف با آرایش های متفاوت در اطراف آبشکن ها قرار گرفتند. پس از تنظیم دبی جریان، عمق به تدریج کاهش یافته تا با افزایش سرعت شرایط شکست ریپ رپ حاصل شود. با تحلیل نتایج آزمایشات، روابط و گراف هایی ارائه گردید که می توان از آن ها جهت طراحی ریپ رپ در اطراف آبشکن ها در قوس استفاده نمود. جهت بررسی کارآیی روابط ارائه شده در این تحقیق مقایسه ای میان نتایج آزمایشگاهی و تعدادی از معادله های ارائه شده توسط محققین مختلف صورت گرفت. نتایج این مقایسه نشان داد که کلیه روابط ارائه شده توسط محققین دیگر به دلیل در نظر نگرفتن جریان های ثانویه و گردابه های ایجاد شده در اطراف آبشکن ها در قوس، اندازه المان های ریپ رپ را کمتر از مقادیر به دست آمده در آزمایشات محاسبه می کنند. این مقایسه اهمیت تحقیق مورد نظر را نشان می دهد.

در این مطالعه روند بارش های منطقه شمال غرب ایران در مقیاس ماهانه، فصلی و سالانه با روش مان - کندال که در سه ویرایش مختلف به نام های MK1، MK2 و MK3 بسط داده شده است، مورد آزمون قرار گرفت. داده های مورد استفاده اطلاعات بارش 16 ایستگاه منتخب در دوره آماری 2004-1955 می باشد. به منظور تعیین شیب خط روند بارش از روش تخمین گر شیب سن استفاده شد. نتایج نشان داد که در مقیاس سالانه بارش های شمال غرب ایران در اغلب ایستگاه ها (به جز آستارا، رشت و مهاباد) دارای روند نزولی می باشند. بیشترین شیب خط روند بارش های سالانه متعلق به ایستگاه آستارا و معادل 6.42 میلی متر در سال و کمترین آن متعلق به ایستگاه انزلی و برابر 6.18- میلی متر در سال بود. در مقیاس ماهانه تعداد ماه های با روند منفی بیشتر از تعداد ماه های با روند مثبت بود. به جز ایستگاه جلفا که در تمام ماه های سال روند بارش ماهانه آن منفی بود، در بقیه ایستگاه ها تلفیقی از روندهای مثبت و منفی تجربه شده است.

تعیین نیاز آبی گیاهان با هدف مدیریت منابع آب، برنامه ریزی آبیاری، بهینه سازی مصرف آب و دستیابی به حداکثر عملکرد امری ضروری می باشد. استفاده بی رویه و خشکسالی های اخیر باعث مشکلات زیادی در مدیریت منابع آب شده است. به منظور تعیین نیاز آبی گیاه سیاه دانه، آزمایشی به مدت دو سال (89-1388 و 90-1389) در ایستگاه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه رازی کرمانشاه اجرا گردید. در این تحقیق نیاز آبی در شرایط عدم محدودیت آب و مواد غذایی با لایسیمتر به روش بیلان آبی اندازه گیری شد. زمان آبیاری با اندازه گیری رطوبت با استفاده از دستگاه دیتالاگر IDRG SMS-T1 به گونه ای تعیین شد که رطوبت خاک در حد رطوبت سهل الوصول باشد. میزان نیاز آبی سیاه دانه در سال های 89-1388 و 90-1389 به ترتیب برابر702.12  و 746.11 میلی متر اندازه گیری شد و میانگین دو سال برابر 724.11 میلی متر به دست آمد.

مدل SWAP را یک مدل اگروهیدرولوژیکی، زراعی - هیدرولوژیکی و اکوهیدرولوژیکی می نامند. در این تحقیق مدل SWAP در برآورد عملکرد محصول و عملکرد بیولوژیک سویا و درصد رطوبت موجود در خاک طی فصل کشت مورد مطالعه قرار گرفت. در این تحقیق ابتدا مدل SWAP بر اساس نتایج مزرعه ای حاصل از کشت سویا برای چهار سناریوی آبیاری شیاری در سال زراعی 88-1387 تحلیل حساسیت و واسنجی شد. سپس بر اساس نتایج مزرعه ای سال زراعی 89-1388 مورد اعتباریابی قرار گرفت. نتایج این مطالعه نشان داد که این مدل عملکرد دانه را بهتر از عملکرد بیولوژیکی سویا شبیه سازی می کند. همچنین نتایج تحلیل حساسیت مدل نشان داد که مدل SWAP نسبت به داده های ورودی رطوبت باقی مانده و هدایت هیدرولیکی اشباع بسیار حساس است و با کوچکترین تغییر در داده های ورودی خاک شامل ضریب هدایت هیدرولیکی اشباع و رطوبت باقی مانده نتایج خروجی به شدت تغییر می کند. به استناد تحلیل های آماری با وجود متغیر های متعدد ورودی، مدل SWAP مقدار رطوبت خاک، شاخص سطح برگ، کارایی مصرف آب و عملکرد محصول را به خوبی برآورد می کند، زیرا در همه موارد ضریب تبیین بالاتر از 0.8 (به ترتیب برابر 0.86، 0.87، 0.89 و 0.93) و میانگین مربعات خطا کمتر از انحراف معیار داده ها می باشد و آزمون مقایسه میانگین T-test تفاوت معنی دار را بین مقادیر شبیه سازی شده و پیش بینی شده نشان نداد.

بررسی روند و ایستایی می تواند در تفسیر رابطه بین فرآیندهای هیدرولوژیکی و تغییرات محیطی در مناطق مورد مطالعه کمک موثری داشته باشد. هدف از این مطالعه بررسی رابطه بین روند داده های ماهانه درجه حرارت و جریان رودخانه و تغییرات اقلیمی می باشد. در ابتدا روند، که یکی از عوامل مهم ناایستایی سری زمانی است با استفاده از آزمون های من - کندال و کندال فصلی بررسی گردید. در سری های سالانه جریان، روند مشخصی مشاهده نشد ولی سری های ماهانه دارای روند نزولی در ماه های مشخصی بودند. ایستایی سری های زمانی با استفاده از پنج آزمون ADF، KPSS، DFGLS، PP و ERS بررسی گردید که برخی از این آزمون ها برای اولین بار در علوم آب استفاده شده است. نتایج این آزمون ها ایستا بودن سری های سالانه و ماهانه جریان را در اکثر روش ها نشان داد. سری های یک سوم ماه و روزانه اساسا ناایستا بوده و عدم ایستایی این سری ها می تواند به دلیل تغییرات اقلیمی باشد. دبی رودخانه شهرچای ارومیه به ذوب برف و درجه حرارت وابسته می باشد و به دلیل روند افزایشی درجه حرارت در منطقه، تغییرات اقلیمی می تواند دلیل اصلی ناایستایی سری ها، روند کاهشی جریان رودخانه و حتی تخلیه و خشکی دریاچه ارومیه باشد.