آبیاری جویچه ای گردشی )غلام گردشی( یک نوع آبیاری جویچه ای تغییر فرم یافته است که در مزارع کوچک ایران کاربرد دارد ولی تا بحال مطالعه ای در رابطه هیدرولیکی آن صورت نگرفته است. استفاده از این روش آبیاری بخصوص در خاک های با بافت سنگین و شیب زیاد در مقایسه با روش سنتی آبیاری جویچه ای می تواند رواناب انتهایی را کاهش و راندمان آبیاری را افزایش دهد. به همین منظور برای بررسی عملکرد هیدرولیکی آبیاری جویچه ای گردشی و مقایسه آن با آبیاری جویچه ای معمولی، مطالعه ای در سه مزرعه آزمایشی خزانه با بافت خاک لوم شنی رسی و سه شیب 0.3، 1 و 2 درصد، دانشگاه با بافت خاک لوم شنی رسی و شیب 0.29 درصد و رودشت با بافت خاک رسی و شیب 0.1 درصد انجام شد. جویچه ها و جویچه های گردشی با شرایط یکسان ایجاد شدند و از دستگاه انتقال آب به جویچه که قادر است تحت فشار ثابت دبی مورد نظر را به جویچه ها انتقال دهد استفاده شد. برای تعیین عوامل معادله نفوذ کوستیاکف - لوییس از روش بیلان حجم در آبیاری جویچه ای استفاده شد. نتایج نشان داد در تمامی مزارع آزمایشی برای شرایط یکسان شامل: زمان آبیاری و دبی آب ورودی به جویچه، در روش جویچه ای گردشی سرعت پیشروی آب و رواناب انتهایی کمتر از روش جویچه ای می باشد. در هر سه مزرعه آزمایشی میزان نفوذ در روش جویچه ای گردشی بیشتر از روش جویچه ای بود که با افزایش شیب این تفاوت کاهش یافت. سطح مقطع خیس شده جویچه در هر دو روش آبیاری برای هر یک از مزارع آزمایشی تقریبا یکسان بود. در هر سه مزرعه آزمایشی با افزایش عمق خالص آبیاری راندمان کاربرد در مزرعه برای هر دو روش آبیاری افزایش یافت. در هر دو روش آبیاری معادلات پیشروی تعیین شده با ضریب تبیین بیش از 90 درصد قادر به پیش بینی ارقام اندازه گیری شده بودند. اختلاف دو روش آبیاری از نظر مسافت طولی پیشروی آب و عمق آب نفوذ یافته در طول جویچه در سطح 5 درصد معنی دار بود.

برآورد مقدار بهینه کود مصرفی برای کاهش هزینه تولید و مخاطرات زیست محیطی و افزایش عملکرد ضروری است. نیاز بهینه و اقتصادی کود با استفاده از برازش یک مدل بر داده های عملکرد نسبت به کود مصرفی به دست می آید. در تحقیق حاضر به منظور تعیین مدل مناسب تابع تولید چغندرقند نسبت به مصرف کود نیتروژن و برآورد مقدار بهینه اقتصادی کود مدل های چندجمله ای درجه دو، جذری، میچرلیخ، هیپربولیک مثلثاتی، چندجمله ای درجه دو با آستانه و خطی با آستانه استفاده شد. داده های مورد استفاده نتایج یک آزمایش در پنج سطح کودی نیتروژن خالص شامل: صفر، 60، 120، 180 و 240 کیلوگرم در هکتار و با سیستم آبیاری نشتی در سه تکرار در دو سال 1382 و 1383 بود. مقدار بهینه اقتصادی کود نیتروژن بر اساس قیمت های کود و محصول در سال های مذکور به دست آمد. مقدار کود با توجه به نسبت قیمت کود به محصول و نوع مدل مورد استفاده متفاوت بود. نتایج این تحقیق نشان داد که مدل چندجمله ای درجه دو برای توصیف تابع تولید و مقدار بهینه اقتصادی کود در زراعت چغندرقند مناسب است. با کاربرد این مدل مقدار بهینه اقتصادی کود نیتروژن در سال های 1382 و 1383 به ترتیب 235.8 و 248.9 کیلوگرم در هکتار به دست آمد. مقدار بهینه اقتصادی کود نیتروژن با استفاده از این مدل در سال 1390 بر اساس مدل سال 1382 با نرخ مصوب و آزاد کود اوره به ترتیب 234.7 و 225.1 کیلوگرم در هکتار و بر اساس مدل سال 1383 به ترتیب 247.9 و 240.8 کیلوگرم در هکتار به دست آمد.

به منظور طراحی روش آبیاری جویچه ای روشهای مختلفی پیشنهاد گردیده است که این روشها براساس روابط ریاضی و یا تجربی تصحیح و ارایه گردیده اند. در این مطالعه به روش طراحی در روش آبیاری جویچه ای بنامهای روش فائو، سازمان حفاظت خاک امریکا و واکر- اسکوگربو (Walker & Skogerboe, 1987) مورد بررسی قرار گرفته و مناسبترین آنها برای توصیه به سازمانهای اجرایی تعیین شدند. به منظور مقایسه این روشها، زمینی با مشخصات معلوم از نظر شیب، توپوگرافی و عمق خاک زراعی در ایستگاه تحقیقات زرقان فارس انتخاب شده و پس از عملیات شخم، تسطیح و ایجاد جویچه، لوله های دریچه دار در ابتدای زمین مورد نظر نصب گردید. سپس آزمایشهای صحرایی به منظور تعیین حداکثر دبی غیر فرسایشی، معادله نفوذ کوستیاکف (Kostiakov)، کوستیاکف- لوئیس (Kostiakov-Lewis)، گروه نفوذ و معادله پیشروی آب در شیار انجام شد. در این تحقیق برای روشهای مندرج در بالا، زمان آبیاری محاسبه و همزمان با آبیاری رواناب سطحی اندازه گیری گردید. این عملیات طی دو سال متوالی در خاک لومی رسی سیلتی انجام و نتایج روش های مختلف با یکدیگر مقایسه شدند. اختلاف عمق متوسط نفوذ طراحی و آزمایشی در روشهای W&S, F.A.O و S.C.S به ترتیب بین (3.9 تا 2-)، (8.6 تا 7.6-) و (35.7- تا 19.5-) دارای نوسان می باشد. نتایج نشان می دهد روشهای فائو و W&S مطابقت بهتری با آزمایشهای صحرایی داشته و با اطمینان قابل قبولی می توان برای طراحی آبیاری جویچه ای از آنها استفاده نمود.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

بکار بردن کود همراه آب آبیاری در حال گسترش است. لذا، تعیین معیارهای مناسب آن در روش های آبیاری سطحی امری ضروری است. در این تحقیق مسائل فنی کود آبیاری شامل یکنواختی توزیع، زمان تزریق و مدت زمان تزریق در آبیاری جویچه ای با دو رژیم انتها بسته و انتها باز با کاهش جریان و با استفاده از داده های مزرعه ای و یک مدل ریاضی کودآبیاری بررسی شده است.آزمایش های مزرعه ای در سال 1384 در یک خاک لومی بدون پوشش گیاهی در قالب اسپلیت پلات با طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با استفاده از دو رژیم آبیاری جویچه ای (انتها بسته و انتها باز هر دو با کاهش جریان) به عنوان فاکتور اصلی و سه تیمار تزریق کود نیترات پتاسیم شامل تزریق در تمام مدت زمان آبیاری، تزریق در نیمه اول آبیاری و تزریق در نیمه دوم آبیاری به عنوان فاکتور فرعی در دو تکرار اجرا شد. شاخص های توزیع یکنواختی نیمه (DULH) و چارک پایین (DULQ) برای آب و کود در آزمایش های مختلف تعیین و با مقادیر برآورد شده به وسیله مدل کودآبیاری مقایسه گردید. نتایج نشان داد که یکنواختی توزیع نیمه پایین کود برای آزمایش های تزریق کود در نیمه اول آبیاری بین 81 تا 89 درصد، برای آزمایش های تزریق در نیمه دوم آبیاری بین 93 تا 96 درصد و برای تزریق کود در تمام مدت زمان آبیاری بین 87 تا 93 درصد متغیر می باشد. یکنواختی توزیع نیمه پایین آب در همه آزمایش ها بسیار بالا و بین 94 تا 98 درصد تغییر نمود. آنالیز حساسیت نشان داد که ضریب انتشارپذیری طولی، پارامتر حساسی در مطالعه انتقال املاح روی سطح خاک نیست. نتایج حاکی از آن است که تزریق در نیمه دوم نسبت به تزریق در نیمه اول و کل آبیاری بهتر است. بهترین گزینه تزریق در نیمه دوم با شرایط انتها بسته می باشد.زیرا رواناب کودی در این حالت صفر و یکنواختی توزیع کود نیز قدری بالاتر است.نتایج مدل نیز تزریق در نیمه دوم با شرایط انتهای بسته را بهترین حالت نشان می دهد.از نظر یکنواختی توزیع کود، بین آزمایش های انتها باز و انتها بسته اختلاف معنی دار وجود نداشت. تلفات کود به صورت رواناب در جویچه های انتهای باز بین 17.7 تا 50.2 درصد متغیر بود. نتایج نشان داد که در صورت مدیریت صحیح، آبشویی و تلفات نفوذ عمقی عامل تهدید کننده ای در این روش کوددهی نیست.

به منظور بررسی تاثیر تحکیم بستر جویچه بر عملکرد آبیاری جویچه ای، آزمایش مزرعه ای تحت کشت چغندرقند در منطقه نقده انجام گردید. برای بدست آوردن داده های صحرایی، چهار تیمار تحکیم بستر جویچه شامل تحکیم در یک نوبت غلطک زنی (B1)، دو نوبت غلطک زنی (B2)، سه نوبت غلطک زنی (B3) و بدون غلطک زنی (B0) طی سال 1388 اجرا و اکثر پارامترهای ارزیابی برداشت گردید. مدل آبیاری سطحی WinSRFR با استفاده از اطلاعات اندازه گیری شده مزرعه ای واسنجی و ارزیابی شد. پارامترهای نفوذ و زبری مانینگ جویچه به روش بهینه سازی چند سطحی، واسنجی گردید. حداکثر خطای نسبی مدل در برآورد زمان پیشروی، پسروی و رواناب خروجی در تیمارهای مختلف به ترتیب 2.1، 4.7 و 4.5 درصد به دست آمد. متوسط بازده کاربرد 13 نوبت آبیاری صورت گرفته برای هر یک از تیمارهای B0، B1، B2 و B3 به ترتیب 50.03، 55.77، 60.22 و 62.31 درصد محاسبه گردید. به منظور ارتقای عملکرد آبیاری، ترکیبهای بهینه دبی ورودی و زمان قطع جریان برای تمام آبیاری ها و تیمارهای مختلف، استخراج گردید. تحت سه نوبت تحکیم بستر (B3)، متوسط کارایی مصرف آب نسبت به شرایط بدون تحکیم (B0)، 17.8% افزایش نشان داد. به علاوه با اعمال دبی ورودی و زمان قطع جریان بهینه، کارایی مصرف آب تا حدود 27% قابل ارتقاء است.

 لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

آبیاری جویچه ای یکی از انواع متداول آبیاری سطحی است. تعیین زمان پیشروی و پسروی در مزرعه نیازمند اندازه گیری های دقیق است و این خود باعث صرف وقت و هزینه زیاد می شود. بدین منظور، استفاده از مدلی مناسب، در این زمینه بسیار سودمند خواهد بود. در این تحقیق از مدل WinSRFR در دو روش اینرسی صفر و موج سینماتیک برای شبیه سازی آبیاری جویچه ای استفاده شده است. با استفاده از این مدل، زمان پیشروی، زمان پسروی، متوسط عمق نفوذیافته، رواناب و عملکرد محاسبه و با مقادیر اندازه گیری شده مقایسه شد. همچنین حالت های مختلف دبی ورودی به جویچه مانند دبی ثابت، دبی افزایشی، دبی کاهش یافته و هیدروگراف در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهید باهنر کرمان انجام و بررسی شده است. بر اساس نتایج، روش موج سینماتیک به دلیل فرض یکنواخت بودن جریان در طول جویچه، دقت کمتری از روش اینرسی صفر دارد. همچنین نتایج نشان داد در حالتی که دبی ورودی تغییرات کمی دارد، دقت محاسبه زمان پیشروی افزایش می یابد. کمترین خطای محاسبه زمان پیشروی در دبی ثابت، 1.2 درصد و بیشترین خطای محاسبه زمان پیشروی در دبی افزایشی، 11.2 درصد است. بیشترین میزان بازده کاربرد آب و کمترین میزان رواناب مربوط به دبی کاهش یافته است که به ترتیب 72 و 28 درصد است.

برنامه کامپیوتری SIRMOD یک مدل شبیه سازی است که در طراحی و مدیریت سیستم های آبیاری سطحی استفاده می شود. در این مدل معادلات سانت- ونانت با سه روش هیدرودینامیک کامل، اینرسی صفر و موج کینماتیک حل می گردد. در این تحقیق عملکرد مدل در مزرعه ای با خاک رسی واقع در مزارع تحقیقاتی دانشگاه تهران مورد ارزیابی قرار گرفت. 15 دبی مختلف از 0.8 تا 1.2 لیتر در ثانیه به شیارهایی به طول 200 متر و به فاصله 0.75 متر عرضه شد. اندازه گیری های مزرعه ای به منظور تعیین سرعت پیشروی، رواناب، نفوذ، مقطع جریان و دبی ورودی انجام گرفت و نتایج آن با برآوردهای برنامه کامپیوتری فوق مورد مقایسه قرار گرفت و نتایج نشان داد که مدل در سه روش حل رابطه سانت- ونانت، سرعت پیشروی و نفوذ را کمتر از نتایج مزرعه ای برآورد می نمایند. بررسی نشان می دهد که میزان پیشروی در مدل هیدرودینامیک به مقادیر مشاهده شده نزدیکتر است. در مقایسه رواناب، مدل برآورد بیشتری از مقادیر مشاهده شده از خود نشان می دهد که طبیعتاً برآورد بیشتری از رواناب، برآورد کمتری از مقادیر حجم نفوذ یافته را در پی داشته است.  

تغییر خصوصیات فیزیکی خاک در قسمت های مختلف در طول جویچه طی فصل رشد باعث ایجاد تغییر در نفوذ پایه خاک و به دنبال آن شاخص های عملکرد آبیاری جویچه ای می گردد. هدف تحقیق حاضر بررسی این موضوع می باشد که آیا تغییرات نفوذ پایه در طول جویچه راندمان های یکنواختی توزیع، کاربرد، رواناب سطحی و تلفات عمقی آب را تغییر می دهد؟ به همین منظور در مزرعه ARC2-7 کشت و صنعت امیرکبیر، تعداد دو جویچه به طول های 140 و عرض های 1.83 متر با بافت شنی رسی سیلتی مورد مطالعه قرار گرفت. برای رسیدن به اهداف تحقیق ابتدا جویچه اول (جویچه متغیر) به چهار قطعه 35 متری تقسیم شد و نفوذ پایه به روش ورودی-خروجی برای هر قطعه به صورت جداگانه محاسبه گردید تا توسط مدل صفحه گسترده، که با استفاده از فن واریانس تغییرات نفوذپذیری در طول جویچه را در محاسبات راندمان ها اعمال می کند، راندمان ها آبیاری ذکر شده در بالا به دست آیند. سپس در جویچه دوم (جویچه یکنواخت) راندمان های آبیاری به صورت مرسوم محاسبه شد و با راندمان های به دست آمده در جویچه متغیر برای تعداد هفت نوبت آبیاری طی دوره رشد گیاه نیشکر مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد در صورت اعمال تغییرات نفوذ پایه درمحاسبه راندمان های آبیاری، راندمان یکنواختی توزیع بیشترین تغییر را نسبت به بقیه راندمان ها از خود نشان می دهد. به طوری که با اعمال ضریب تغییرات نفوذ پایه (0.28= (CVf0برای جویچه متغیر در مدل، راندمان یکنواختی توزیع در حدود 33 درصد نسبت به جویچه یکنواخت کاهش نشان داد. در حالی که به ازای ضریب تغییرات مذکور راندمان کاربرد آب 6 درصد کاهش و تلفات عمقی آب 26 درصد افزایش یافت و تغییرات رواناب سطحی نزدیک به صفر بود.