موضوع: ارزيابي فني سيستم هاي آبياري قطره ای اجرا شده در شهرستان اراك - بخش اول

تالیف: سعيد برومند نسب[1] – مجيد بهزاد[2] – اسدالله محسني موحد[3] – فرانك برادران[4]

چکیده: در شرايط آب و هوائي ايران مشكل اصلي در راه افزايش توليد محصولات كشاورزي ، محدوديت منابع آب مي باشد . روش هاي آبياري قطره‌اي به لحاظ پتانسيل ايده آل در توزيع آب با راندمان بالا يك راه حل مناسب جهت استفاده بهينه از منابع آب  مي باشد . در اين تحقيق 6 سيستم آبياري قطره‌اي در شهرستان اراك مورد ارزيابي قرار گرفت و پارامترهاي ضريب يكنواختي  CU، يكنواختي توزيعDU ، راندمان پتانسيل كاربرد , PELQ راندمان واقعي كاربرد , AELQ يكنواختي انتشارآب قطره چكان هاEU ، حداكثر اختلاف فشار درلوله هاي جانبي  ∆ Pmax ، به ترتيب 85 ، 78 ، 57 ، 59 ، 63 و 4/67  درصد محاسبه شدند .

همچنين براي تجزيه و تحليل بهتر منحني تغييرات دبي قطره چكان ها در طول لوله هاي جانبي مانيفلد مورد آزمايش و تغييرات فشار در ابتدا و انتهاي لوله هاي جانبي واقع بر مانيفلد مورد آزمايش ترسيم گرديد . در نيمي از طرح هاي مورد بررسي مقدار آب آبياري بيشتر از نياز آبي بوده و در نتيجه تلفات آب وجود داشت در حالي كه در نيمي ديگر مقدار آب آبياري به مراتب از نياز آبي كمتر و در نتيجه عملاً كم آبياري ناخواسته صورت مي گرفت . به طور كلي مي توان گفت مشكلات عمده  سيستم هاي آبياري قطره‌اي كم بودن سطح خيس شده ، نامناسب بودن عمق آب آبياري ، نامناسب بودن تعداد قطره چكان ها و پائين بودن يكنواختي توزيع و بالا بودن ضريب تغييرات ساخت آنها ، نامناسب بودن مقدار فشار و توزيع غير يكنواخت آن و همچنين ضعف سيستم هاي تصفيه بوده است .

واژه هاي كليدي : آبياري قطره‌اي ، يكنواختي توزيع ، راندمان پتانسيل ، راندمان واقعي ، يكنواختي پخش آب

مقدمه

در شرايط آب و هوائي در ايران مشكل اصلي در راه افزايش توليد محصولات كشاورزي ، محدوديت منابع آب مي باشد . لذا استفاده بهينه از آب به عنوان محور اصلي توسعه در برنامه هاي دولت مورد توجه قرار گرفته است . روش هاي آبياري قطره‌اي به لحاظ پتانسيل ايده آل در توزيع آب با راندمان بالا يك راه حل مناسب جهت استفاده بهينه از منابع آب مي باشند ، به شرطي كه انتخاب ،  طراحي ، اجرا و بهره برداري سيستم آبياري قطره‌اي با دقت كافي و به طور اصولي انجام گيرد. لذا در راستاي گسترش كمي بايستي كيفيت طرح ها نيز مورد توجه قرار گيرد و با ارزيابي طرح هاي اجرا شده موجود ، فاكتورهاي ارزيابي نظير يكنواختي توزيع ، راندمان هاي پتانسيل و واقعي كاربرد آب اندازه‌گيري شود و نحوه عملكرد سيستم مشخص شود و با ارائه راه حل هاي ساده در جهت رفع نواقص گام هاي مؤثري برداشته شود تا سيستم هاي موجود با حداكثر پتانسيل مورد بهره برداري قرار گيرند و از طرفي راهبردهايي جهت توسعه اصولي آبياري قطره‌اي در منطقه معرفي گردد .

مروري بر تحقيقات

اكرام نيا (1375) چند نمونه قطره چكان ساخت داخل را مورد ارزيابي هيدروليكي قرار داد و ضريب تغييرات ساخت آنها را به دست آورد . او نمونه قطره چكان هاي با دبي متغير را غيرقابل قبول ، نمونه قطره چكان هاي جبران كننده فشار را ضعيف و چند نمونه از قطره چكان هاي داخل خط روزنه‌اي و داخل خط مسير بلند را خوب تشخيص داد [1] .

سلامت منش (1375) در سطح استان سمنان 5 سيستم آبياري قطره‌اي را مورد ارزيابي قرار داد . متوسط يكنواختي ريزش در سيستم هاي مورد ارزيابي از 2/57 درصد تا 7/81 درصد متغير            بوده است [2] .

قائمي (1378) با استفاده از يك مدل كامپيوتري و مزرعه‌اي تأثير گرفتگي قطره چكان ها در موقعيت هاي مختلف در طول لترال ها بر روي خصوصيات هيدروليكي سيستم و يكنواختي توزيع آب را بررسي و ارزيابي نمود . او گزارش نمود كه تأثير سوء قطره چكان هايي كه دچار گرفتگي شده‌اند و به طور تصادفي در طول لترال پخش مي باشند بيشتر از قطره چكان هاي گرفته شده در يك سوم اول و يا آخر لترال ها روي پارامترهاي هيدروليكي سيستم است [4] .

پدراس و پريرا [1] (2001) در مقاله‌اي تحت عنوان شبيه سازي مدلي جهت طراحي و ارزيابي سيستم هاي خرده آبياري به اين نتيجه رسيده اند كه مدل هاي شبيه سازي مي‌تواند عاملي در بالا بردن يكنواختي سيستم باشند . در اين تحقيق به بررسي مدل AVALOC پرداخته اند . اين مدل با نرم افزار ويژوال بيسيك 4 نوشته شده و در محيط ويندوز كار مي‌كند . ورودي اين سيستم را اطلاعاتي در رابطه با فاكتورهاي قطره‌چكان‌ ها و لوله ها مي‌باشند و پس از طي مراحل ساده و رفع اشكالات موجود ، يكنواختي سيستم را مورد بررسي قرار داده و نتايج را اعلام مي‌كند [6] .

وو و گيتلين [2] (1974) يك روش ارزيابي بر اساس تعيين حداقل و حداكثر فشار هر واحد و سپس محاسبه تغييرات دبي قطره چكان ها پيشنهاد كردند . البته به دليل در نظر نگرفتن گرفتگي           قطره چكان ها و ضريب تغييرات دبي آنها اين ارزيابي از دقت كمي برخوردار بود [7] .

يلدريم [3] (1995) 9 سيستم آبياري قطره‌اي در منطقه آنتاليا تركيه مورد ارزيابي قرار داد و مشخص شد كه بعضي از سيستم بد طراحي شده و فيلترها به خوبي عمل نمي كنند ، قطره چكان ها گرفتگي داشته و آرايش و كارگذاري سيستم اشكال داشته است [8] .

مواد و روش ها

در اين تحقيق 6 سيستم آبياري قطره‌اي در شهرستان اراك مورد ارزيابي قرار گرفت و هدف از مطالعه حاضر تعيين مشكلات اين سيستم ها و ارائه پيشنهادات به منظور افزايش راندمان آبياري مي باشد . به طور كلي در اين مطالعه در شرايط اقليمي يكسان از دو نوع آرايش سيستم ( لوپ و    خطي ) ، دو نوع بافت خاك ( متوسط و سبك ) و سه نوع محصول ( بادام ، هلو و سيب ) استفاده شده است . در جدول هاي (1) ، (2) ، (3) ، (4) ، (5) ، (6) مشخصات سيستمهاي آبياري قطره‌اي مورد ارزيابي نشان داده شده است .

جدول (1)- مشخصات سيستم EG1

نوع قطره چكان

ايران  دريپ

ساعت آبياري

10

آرايش

خطي

نوع گياه

هلو

فواصل قطره چكان cm

50

فواصل در ختان

4*6

تعداد قطره چكان در گياه

4

تعداد مانيفلد

16

طول لوله جانبي m

55

تعداد بلوك

4

قطر لوله جانبي mm

16

سطح سايه انداز

72/4

دور آبياريday

5

درصد سايه انداز

7/19

جدول (2)- مشخصات  سيستم EG2

نوع قطره چكان

قطران اتصال

ساعت آبياري

12

آرايش

لوپ

نوع گياه

سيب

فواصل قطره چكان cm

60

فواصل در ختان

7*7

تعداد قطره چكان در گياه

6

تعداد مانيفلد

6

طول لوله جانبي m

50

تعداد بلوك

2

قطر لوله جانبي mm

16

سطح سايه انداز

15/1

دور آبياريday

3

درصد سايه انداز

35/2

جدول (3)- مشخصات سيستم AG1

نوع قطره چكان

IEM(inline)

ساعت آبياري

8

آرايش

لوپ

نوع گياه

بادام

فواصل قطره چكان cm

60

فواصل در ختان

5*5

تعداد قطره چكان در گياه

3

تعداد مانيفلد

10

طول لوله جانبي m

60

تعداد بلوك

3

قطر لوله جانبي mm

16

سطح سايه اندازm2

18/0

دور آبياريday

6

درصد سايه انداز

72/0

جدول (4)- مشخصات  سيستم AG2

نوع قطره چكان

) IEM(inline

ساعت آبياري

24

آرايش

لوپ

نوع گياه

بادام

فواصل قطره چكان cm

60

فواصل در ختان

6*6

تعداد قطره چكان در گياه

7

تعداد مانيفلد

8

طول لوله جانبي m

55

تعداد بلوك

1

قطر لوله جانبي mm

16

سطح سايه انداز 

07/7

دور آبياريday

3

درصد سايه انداز

64/19

جدول (5)- مشخصات سيستم SG1

نوع قطره چكان

قطران اتصال

ساعت آبياري

12

آرايش

خطي

نوع گياه

سيب

فواصل قطره چكان cm

45

فواصل در ختان

3*4

تعداد قطره چكان در گياه

3

تعداد مانيفلد

6

طول لوله جانبي m

45

تعداد بلوك

2

قطر لوله جانبي mm

16

سطح سايه انداز

87/0

دور آبياريday

4

درصد سايه انداز

25/7

جدول (6)- مشخصات سيستم SG2

نوع قطره چكان

ايران دريپ

ساعت آبياري

10

آرايش

خطي

نوع گياه

هلو

فواصل قطره چكان cm

30

فواصل در ختان

6*3

تعداد قطره چكان در گياه

3

تعداد مانيفلد

12

طول لوله جانبي m

50

تعداد بلوك

6

قطر لوله جانبي mm

16

سطح سايه انداز

15/2

دور آبياريday

2

درصد سايه انداز

94/11

 به منظور ارزيابي سيستمهاي مورد نظر ابتدا اطلاعات اوليه نظير توپوگرافي ، مشخصات منابع تأمين آب ، پمپاژ و سيستم تصفيه ، لوله هاي اصلي ، مانيفلدها و جانبي و مشخصات قطره چكانها ، شيرهاي قطع و وصل و نقشه جزئيات اتصالات  و نحوه بلوك بندي جمع آوري گرديد . مرحله بعدي اندازه‌گيري پارامترهاي ارزيابي در مزرعه است كه شامل مراحل زير بود :

1- اندازه‌گيري پارامترهاي خاك كه شامل بافت خاك ( به روش هيدرومتري و استفاده از مثلث بافت خاك ) ، جرم حجمي خاك ، رطوبت خاك قبل از آبياري به منظور تخمين كمبود رطوبت خاك (SMD) ، رطوبت خاك در ظرفيت زراعي (FC) و مساحت خيس شده اطراف هر گياه مي باشد .

2- اندازه‌گيري پارامترهاي گياهي كه شامل نوع، سن ، فواصل درختان عمق توسعه ريشه و درصد سطح سايه انداز جهت محاسبه تبخير و تعرق مي باشد .

3- اندازه‌گيري هاي مربوط به سيستم آبياري كه شامل تعيين دبي قطره چكان ها ، فشار و يكنواختي توزيع آب قطره چكان ها مي باشد . روش هاي اندازه‌گيري و محاسبات پارامترهاي  اندازه‌گيري به روش SCS بود كه پس از برداشت داده هاي حاصل از اندازه‌گيريها ، پارامترهاي ضريب يكنواختي كريستيانسن (CU) ، يكنواختي توزيع (DU) ، يكنواختي خروج آب از قطره چكان ها در ربع پائين (EU) ، ميانگين عمق آب كاربردي ، حجم آب مصرفي براي هر درخت ، راندمان پتانسيل كاربرد آب در ربع پائين (PELQ) ، راندمان واقعي كاربرد آب در ربع پائين (AELQ) محاسبه گرديد [3،5] . ادامه دارد...


1. دانشيار دانشكده مهندسي علوم آب دانشگاه شهيد چمران اهواز

2. دانشيار دانشكده مهندسي علوم آب دانشگاه شهيد چمران اهواز

3. استاديار دانشكده كشاورزي دانشگاه بوعلي سينا همدان

4. دانشجوي كارشناسي ارشد دانشكده مهندسي علوم آب دانشگاه شهيد چمران اهواز 

[1]   .Pedrs & Pereira

[2]  . Wu & Gitlin

[3]  . Yildirim