تحقیق ارائه روشی در گزینش سیستم آبیاری مناسب

تحقیق ارائه روشی در گزینش سیستم آبیاری مناسب

چكیده

انتخاب روش آبیارى مناسب در هر پروژه یكى ازكارهاى مهم در روند انجام مطالعات مى‌باشدكه بطوركلى براساس شرایط فنى، اقتصادى و اجتماعى صورت مى‌پذیرد. در این ارتباط شناخت ویژ‌گیها و مزایا و معایب هر یك از سیستمهاى آبیارى از یكسو و اگاهى از مشخصات هر پروژه به لحاظ وضعیت توپوگرافیك اراضى، خصوصیات مختلف خاك، شرا یط اقلیمى، كمیت و كیفیت اب، نوع محصول، نیروى انسانى مورد نیاز، مهارت زارعین و زمینه‌هاى فرهنگى پذیرش روش‌هاى نوین آبیارى و نهایتا انجام بررسی‌هاى اقتصادى از سوى دیگر حائز اهمیت مى‌با‌شد. دستورالعمل ارائه شده درمقاله حاضر بمنظور انتخاب سیستم‌هاى ا بیارى تحت فشار بخصوص انواع روشهاى ا بیارى بارانى، در پروژه‌هاى ابیاری و زهكشى، مبتنى بر تعیین درجه تاثیر پارامترهاى فوق‌الذكر و میزان محدودیتى كه ایجاد می‌كند تهیه گردیده است. به عبارت دیگر پارامترهاى مربوطه از حالت كیفى به كمى تبدیل شده و نقش و وزن انها در انتخاب هر یك از روش‌هاى آبیارى با عدد یا امتیاز مشخص كه مفهوم خاصى را بیان مى‌كند مورد بررسى قرارگرفته است. نهایتا حاصل بررسی‌هاى انجام شده به صورت جمع جبرى امتیازات مربوط به تائیر هر پارامتر تعیین گردیده و سیستمهاى آبیارى مناسب به ترتیب اولویت، مشخص مى‌شوند كه این امر نگرشى تازه به نحوه انتخاب سیستم‌ها بوده و علاوه بر بالا بردن دقت كار مى‌تواند منجر به یكسان شدن (تیپ شدن) این نحوه انتخاب در سرتا سركشور به عنوان یك ضابطه گردد.

1- مقدمه

همانطوركه در چكیده این مقاله ذكر گردید یكى از موارد مهم در مطالعه و طراحى شبكه‌هاى آبیارى انتخاب روش آبیارى مناسب مى‌باشد. در این ارتباط پارامترهاى متعددى دخالت دارند كه مهمترین انها وضعیت اقلیمى، وضعیت توپوگرافى، مشخصات خاك ، مشخصات اب، نوع محصول، شرایط تامین انرژى، زمینه‌هاى فرهنگى، وضعیت نیروى انسانى، وضعیت بهره بردارى و نگهدارى و بالاخره هزینه‌ها در هر طرح مى‌باشد. میزان تاثیر و یا بعبارتى نوع محدودیتى كه هر یك از این پارامترها در انتخاب روش آبیارى مناسب ایجاد مى‌كند ممكن است به یكى از سه حالت زیر باشد:

الف: میزان محدودیت‌ها در حدى باشدكه فقط استفاده از سیستم‌هاى آبیاری تحت فشار پاسخگو بوده و سایر روشهاى آبیارى غیر عملى و یا غیر اقتصادى باشد.

ب: میزان محدودیتها بنحوى باشدكه استفاده از روشهاى مختلف آبیارى میسر بوده و باید در شرایط فنى یكسان بین آبیارى تحت فشار و آبیارى ثقلى هركدام را كه عملى‌تر و اقتصادى تر باشد برگزید.

ج: محدودیت‌هاى خاص مربوط به اهداف برخى پروژه‌ها كه در واقع ارتباط مستقیم به امر آبیارى نداشته، بلكه سیستم آبیارى تحت فشار را برای منظورهاى خاص ضرورى مى‌سازد (نظیر استفاده از آبیارى بارانى براى كنترل یخبندان).

با توجه به موارد فوق نحوه برخورد با پارامترهاى ذكر شده در پروژه‌هاى مطالعاتى در حال حاضر به این صورت است كه وضعیت اجزاء این پارامترها بررسى كیفى شده و نتیجه امر در گزارشات مربوطه منعكس می‌گردد. در نهایت نیز با یك جمع بندى كلى روش آبیارى مورد نظر براى طرح انتخاب مى‌شود.

در دستورالعمل ارائه شده درمقاله حاضر به منظور انتخاب دقیق تر و صحیح تر روشهاى آبیارى مناسب در طرحهاى آبیارى و زهكشى‌ها بخصوص انواع سیستم‌های آبیارى بارانى) تك‌تك اجزاء هر پارامتر در رابطه با هر روش آبیارى مورد بررسى قرارگرفته و متناسب با درجه تاثیر آنها امتیاز مشخصى براى هر روش آبیارى درنظر گرفته شده است. این امتیازات كه تعریف آنها متعاقباً ارائه مى‌گردد، براى كلیه پارامترها جداول جداگانه‌اى منعكس گردیده و طراح مى‌تواند با استفاده از این جداول وضعیت پارامترهاى پروژه مورد نظر خود را سنجیده و امتیازات مربوطه را در جدول جمح‌بندى نهایى وارد نماید. پس از جمع جبرى امتیازات مربوط به تاثیر هر پارامتر سیستم‌هاى آبیارى مناسب آن پروژه (به ترتیب اولویت) مشخص مى‌گردد.

2- مواد و روشها

2- ا- امتیازات مربوط به محدوده اثر پارامترها

میزان تاثیر پارامترهاى مختلف با استفاده از ارقام (3+) تا (3-) بشرح زیر تفكیك كردیده است.

(3+) اثر بسیار مطلوب و تائید كننده جهت استفاده از سیستم آبیاری مربوطه.

(1+) اثر خوب در كاربرد سیستم آبیارى مربوطه.

(1+) اثر مثبت معمولى در كاربرد سیستم آبیارى مربوطه.

(0) پارامتر غیرمؤثر در انتخاب سیستم آبیارى در پروژه مورد بررسى.

(1-) اثر منفى در انتخاب سیستم آبیارى در حد مختصر

(2-) اثر منفى در حد احتراز از انتخاب سیستم آبیارى مربوطه تا حد امكان.

(3-) اثر منفى شدید به لحاظ پایین افتادن بیش از حد راندمان سیستم آبیارى یا بالا رفتن بیش از حد هزینه‌ها و نهایتاً عدم توصیه سیستم آبیارى مربوطه.

(*) اثر منفى در حد مردود شناختن سیستم آبیارى مربوطه در پروژه مورد بررسى.

همانطوركه ملاحظه مى‌گردد دامنه وسیعى از وضعیت تاثیر هر پارامتر در انتخاب روش هاى آبیارى مناسب (بخصوص سیستمهاى آبیارى بارانى) در نظرگرفته شده و كارشناس طراح مى‌تواند تا حد امكان درجه دقت خود رابالا ببرد. بعبارت دیگر ارقام یا امتیازات مثبت و منفى كه خنثى كننده یكدیگر هستند داراى وزن بوده و در واقع شدت اثر هر پارامترا مثبت یا منفى مد نظر گرفته است. به عنوان مثال اراضى داراى نفوذپذیرى خیلى زیاد براى آبیارى ثقلى بسیار نامناسب بوده و در چنین زمین‌هایى استفاده از سیستمهاى آبیارى بارانى قابل توصیه و مورد تاكید است، لذ ا پارامتر نفوذپذیرى در جدول مربوطه با نظر طراح رقم (3-) یا (2-) را براى استفاده از روش آبیارى ثقلى و امتیاز (2+) یا (3+) را براى كاربرد آبیارى بارانى به خود اختصامی مى‌دهد.

علاوه بر این در مواردى نظیر نفوذپذیرى كمتر از 3 میلیمتر در ساعت كه كاربرد آبیارى بارانى عملى نبوده و قابل قبول نمى‌باشد علامت (*) در جدول مربوطه وارد شده و در واقع اثر سایر پارامترها را از بین برده و استفاده از سیستم آبیارى مربوطه را منتفى مى‌سازد. همانطوركه قبلا نیز ذكر شد در جداول تهیه شده دستیابى به سیستمهاى آبیارى تحت فشار مناسب هر طرح (بخصوص انواع سیستم‌های آبیارى بارانى) مدنظر بوده و جایگاه آبیارى ثقلى فقط در حد مقایسه با روشهاى تحت فشار پیش‌بینى شده است.

تنوع روش های آبیاری و عوامل مختلف تأثیر گذار بر كار ایی سیستم های آبیاری و توسعه روز افزون آنها، انتخاب روش آبیاری مناسب، بخصوص در مراحل اولیه مطالعات را برای طراحان شبكه های آبیاری بسیار دشوار نموده است . در این تحقیق كلیه عوامل مهم و مؤثر برروش های آبیاری استخراج گردیده و میزان تأثیر هر یك بر سیستمهای آبیاری ثقلی، قطره ای و شش سیستم متداول آبیاری بارانی بااستفاده از روش امتیاز دهی، ارزش گذاری شده است. گزینه برتر براساس بالاترین امتیاز حاصل از ج مع جبری امتیازات هر یك از عوامل كه مقدار صحیحی بین 3- الی 3+ می گیرند، انتخاب می شود . از مزایای این روش كاربری آسان و عدم نیاز به اطلاعات زیاد و یا طراحی ، عملكرد سریع این روش در گزینش و همچنین صرفه جویی در وقت و هزینه های مطالعات می باشد . در انتهای مقاله نمونه ای از نتایج گزینش سیستم آبیاری یكی از طرحهای موجود ارائه گردیده است.

مقدمه

محدودیت منابع آب و رشد روز افزون جمعیت، کشورهای جهان را به بالا بردن تولید محصولات کشاورزی در واحد سطح و بهره وری بهینه از منابع آب و خاك با استفاده از روش های نوین آبیاری سوق داده است . با پیشرفت علم آبیاری و توسعه فنون ساخت تجهیزات آنها، بخصوص در آبیاری تحت فشار، روشهای جدید جهت افزودن راندمان آبیاری در شرایط مختلف ابداع گردید . بطور کلی سیستمهای آبیاری متد اول به دو دسته تحت فشار و ثقلی تقسیم بندی می شوند . سیستم آبیاری تحت فشار شامل آبیاری بارانی و قطره ای است و سیستم آبیاری ثقلی، بطور کل ی ، شامل آبیاری نواری، شیاری و کرتی می باشد . انتخاب این سیستم برای هر طرح باید به گونه ای انجام پذیرد که ضمن به حداکثر رسا ندن راندمان استفاده از آب و تطابق کامل با شرایط منطقه، هزینه ها و مشکلات بهره برداری و نگهداری را به حداقل برساند.

عدم گزینش صحیح سیستم آبیاری مناسب برای یک شبکه آبیاری، بخصوص در سیستم های آبیاری تحت فشار که به تجهیزات خاصی نیاز دارند، موجب اتلاف وقت و هزینه بسیار در مراحل مختلف طراحی و اجرا، و چه بسا غیر اقتصادی شدن طرح گردیده و در نتیجه موجب عدم بهره برداری بهینه و اتلاف منابع ارزشمند آب و خاك منطقه خواهد شد . در مراحل اولیه مطالعات شبکه آبیاری، معمولاً بدلیل کمبود اطلاعات و همچنین عدم پیشرفت طراحی ها و از طرفی تنوع سیستم های آبیاری، بخصوص در آبیاری بارانی، انتخاب گزینه های برتر جهت ادامه مطالعات بسیار دشوار و وقت گیر می باشد . در روش ارائه گردیده می توان با استفاده از آمار و اطلاعات پایه و عمومی از منطقه طرح شامل اطلاعات آب، هوا، خاك و الگوی کشت و همچنین شر ایط اجتماعی و فرهنگی مردم منطقه نسبت به انتخاب گزینه های مناسب و طبقه بندی آنها از میان شش روش آبیاری بارانی متداول و مقایسه آنها با روشهای آبیاری ثلقی و قطره ای اقدام نمود . این روش قابل توسعه برای کلیه روشهای آبیاری خواهد بود.

عوامل مؤثر در انتخاب یک روش آبیاری

عوامل مؤثر در گزینش سیستم آبیاری مناسب، به دو دسته کلی عوامل طبیعی و غیر طبیعی تقسیم می شوند . عوامل طبیعی عبارتند از عوامل مربوط به آب، هوا، خاك و توپوگرافی اراضی و همچنین نوع محصول (الگوی کشت ). عوامل غیر طبیعی شامل عوامل مربوط به مسائل اجتماعی، فره نگی، نیروی انسانی مورد نیاز، وضعیت بهره برداری و نگهداری و همچنین سیاست و حمایت کلی دولت می باشد . در روش ارائه گردیده، 12 عامل کلی مؤثر بر کلیه روشهای آبیاری که به 26 عامل جزئی تفکیک گردیده اند، در نظر گرفته شده است . در این روش تحقیق عوامل فوق در خصوص هشت روش متداول آبیاری (Hond متحرك ، (Solid Set) ثقلی و آبیاری قطره ای و شش روش آبیاری بارانی شامل، آبیاری بارانی کلاسیک ثابت (Linear و خطی (Center Pivot) عقرب ه ای ، (Rain Gun) و قرقره ای ، (Solid Roll) آبفشان خطی ، Move) بررسی، تحلیل و امتیاز گذاری شده اند. نظر به تعدد عوامل و روشهای آبیاری در نظر گرفته شده و با توجه به Move) محدودیت های ارائه مقاله، در ادامه عوامل در نظر گرفته شده به اختصار معرفی می گردند ( جهت اخذ اطلاعات بیشتر به کتب مرجع در زمینه طراحی سیستم های آبیاری و منابع معرفی شده در انتهای مقاله مراجعه فرمائید).

-1 شرایط اقلیمی منطقه: شامل فاکتورهای سرعت باد و دمای هوا

-2 وضعیت توپوگرافی : شامل پارامترهای شیب عمومی، شیب موضعی و همچنین عوامل طبیعی یا مصنوعی موجود در اراضی می باشد.

-3 شرایط تأمین انرژی: این عامل نشان دهنده اختلاف ارتفاع بین اراضی و منبع تأمین آب می باشد.

-4 مشخصات خاك : مهمترین پارامترهای خاك زراعی که در انتخاب سیستم آبیاری بسیار مؤثر بوده و همچنین قابل اندازه گیری می باشند، عبارتند از نفوذ پذیری و ظرفیت زراعی یا ظرفیت نگهداری آب و خاك. هدایت الکتریکی ، (PH) -5 کیفیت آب آبیاری: پارامترهای در نظر گرفته شده عبارتند از: غلظت مواد معلق، اسیدیته یا شوری آب، میزان غلظت سدیم و کلرور و همچنین غلظت مواد بیولوژیک و باکتریها.

-6 کمیت آب آبیاری : این عامل نسبت اراضی قابل کشت را به میزان آب قابل دسترس جهت آبیاری می سنجد که در دو عامل مهم مورد بررسی قرار گرفته است . اولین عامل نسبت اراضی به میزان آب موجود را براس اس هیدرومدول یک مقایسه نموده و در عامل دوم راندمان آبیاری هر یک از سیستمها مقایسه شده است.

-7 نوع محصول : الگوی کشت برای یک طرح شبکه آبیاری براساس عوامل مختلف فنی، اقتصادی، فرهنگی و طبیعت منطقه انتخاب می گردد که 3 عامل عمق توسعه ریشه، ارتفاع محصول و همچنین میزان تراکم کشت در انتخاب سیستم آبیاری مناسب مؤثر می باشند.

-8 زمینه های فرهنگی : نگهداری و بهره برداری صحیح از روش های نوین آبیاری به سطح فرهنگی و اجتماعی مردم منطقه و عامل امنیت بستگی زیادی دارد که وجود سوابق قبلی استف اده از این سیستمها در منطقه، از جنبه های مثبت و توجیه کننده خواهد بود.

-9 نیروی انسانی : نیروی انسانی مورد نیاز به دو دسته، متخصص و ماهر و همچنین نیمه ماهر و کارگر تقسیمم میگردند که بهره برداری از سیستمهای آبیاری مکانیزه به نیروی متخصص بیشتری نیاز خواهد داشت.