مقاله کامل ارائه روشي در گزينش سيستم آبياري مناسب

ارائه روشي در گزينش سيستم آبياري مناسب
تنوع روش هاي آبياري و عوامل مختلف تأثير گذار بر كار ايي سيستم هاي آبياري و توسعه روز افزون آنها، انتخاب روش آبياري مناسب، بخصوص در مراحل اوليه مطالعات را براي طراحان شبكه هاي آبياري بسيار دشوار نموده است . در اين تحقيق كليه عوامل مهم و مؤثر برروش هاي آبياري استخراج گرديده و ميزان تأثير هر يك بر سيستمهاي آبياري ثقلي، قطره اي و شش سيستم متداول آبياري باراني بااستفاده از روش امتياز دهي، ارزش گذاري شده است. گزينه برتر براساس بالاترين امتياز حاصل از ج مع جبري امتيازات هر يك از عوامل كه مقدار صحيحي بين 3- الي 3+ مي گيرند، انتخاب مي شود . از مزاياي اين روش كاربري آسان و عدم نياز به اطلاعات زياد و يا طراحي ، عملكرد سريع اين روش در گزينش و همچنين صرفه جويي در وقت و هزينه هاي مطالعات مي باشد . در انتهاي مقاله نمونه اي از نتايج گزينش سيستم آبياري يكي از طرحهاي موجود ارائه گرديده است.
مقدمه
محدودیت منابع آب و رشد روز افزون جمعیت، کشورهاي جهان را به بالا بردن تولید محصولات کشاورزي در واحد سطح و بهره وري بهینه از منابع آب و خاك با استفاده از روش هاي نوین آبیاري سوق داده است . با پیشرفت علم آبیاري و توسعه فنون ساخت تجهیزات آنها، بخصوص در آبیاري تحت فشار، روشهاي جدید جهت افزودن راندمان آبیاري در شرایط مختلف ابداع گردید . بطور کلی سیستمهاي آبیاري متد اول به دو دسته تحت فشار و ثقلی تقسیم بندي می شوند . سیستم آبیاري تحت فشار شامل آبیاري بارانی و قطره اي است و سیستم آبیاري ثقلی، بطور کل ی ، شامل آبیاري نواري، شیاري و کرتی می باشد . انتخاب این سیستم براي هر طرح باید به گونه اي انجام پذیرد که ضمن به حداکثر رسا ندن راندمان استفاده از آب و تطابق کامل با شرایط منطقه، هزینه ها و مشکلات بهره برداري و نگهداري را به حداقل برساند.
عدم گزینش صحیح سیستم آبیاري مناسب براي یک شبکه آبیاري، بخصوص در سیستم هاي آبیاري تحت فشار که به تجهیزات خاصی نیاز دارند، موجب اتلاف وقت و هزینه بسیار در مراحل مختلف طراحی و اجرا، و چه بسا غیر اقتصادي شدن طرح گردیده و در نتیجه موجب عدم بهره برداري بهینه و اتلاف منابع ارزشمند آب و خاك منطقه خواهد شد . در مراحل اولیه مطالعات شبکه آبیاري، معمولاً بدلیل کمبود اطلاعات و همچنین عدم پیشرفت طراحی ها و از طرفی تنوع سیستم هاي آبیاري، بخصوص در آبیاري بارانی، انتخاب گزینه هاي 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 الگوي
کشت و همچنین شر ایط اجتماعی و فرهنگی مردم منطقه نسبت به انتخاب گزینه هاي مناسب و طبقه بندي آنها از میان شش روش آبیاري بارانی متداول و مقایسه آنها با روشهاي آبیاري ثلقی و قطره اي اقدام نمود . این روش قابل توسعه براي کلیه روشهاي آبیاري خواهد بود.
عوامل مؤثر در انتخاب یک روش آبیاري
عوامل مؤثر در گزینش سیستم آبیاري 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 (الگوي کشت ). عوامل غیر طبیعی شامل عوامل مربوط به مسائل اجتماعی، فره نگی، نیروي انسانی مورد نیاز، وضعیت بهره برداري و نگهداري و همچنین سیاست و حمایت کلی دولت می باشد . در روش ارائه گردیده، 12 عامل کلی مؤثر بر کلیه روشهاي آبیاري که به 26 عامل جزئی تفکیک گردیده اند، در نظر گرفته شده است . در این روش تحقیق عوامل فوق در خصوص هشت روش متداول آبیاري (Hond متحرك ، (Solid Set) ثقلی و آبیاري قطره اي و شش روش آبیاري بارانی شامل، آبیاري بارانی کلاسیک ثابت (Linear و خطی (Center Pivot) عقرب ه اي ، (Rain Gun) و قرقره اي ، (Solid Roll) آبفشان خطی ، Move) بررسی، تحلیل و امتیاز گذاري شده اند. نظر به تعدد عوامل و روشهاي آبیاري در نظر گرفته شده و با توجه به Move) محدودیت هاي 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 هاي آبیاري و منابع معرفی شده در انتهاي مقاله مراجعه فرمائید).
-1 شرایط اقلیمی منطقه: شامل فاکتورهاي سرعت باد و دماي هوا
-2 وضعیت توپوگرافی : شامل پارامترهاي شیب عمومی، شیب موضعی و همچنین عوامل طبیعی یا مصنوعی موجود در اراضی می باشد.
-3 شرایط تأمین انرژي: این عامل نشان دهنده اختلاف ارتفاع بین اراضی و منبع تأمین آب می باشد.
-4 مشخصات خاك : مهمترین پارامترهاي خاك زراعی که در انتخاب سیستم آبیاري بسیار مؤثر بوده و همچنین قابل اندازه گیري می باشند، عبارتند از نفوذ پذیري و ظرفیت زراعی یا ظرفیت نگهداري آب و خاك. هدایت الکتریکی ، (PH) -5 کیفیت آب آبیاري: پارامترهاي در نظر گرفته شده عبارتند از: غلظت مواد معلق، اسیدیته یا شوري آب، میزان غلظت سدیم و کلرور و همچنین غلظت مواد بیولوژیک و باکتریها.
-6 کمیت آب آبیاري : این عامل نسبت اراضی قابل کشت را به میزان آب قابل دسترس جهت آبیاري 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 آبیاري هر یک از سیستمها مقایسه شده است.
-7 نوع محصول : الگوي کشت براي یک طرح شبکه آبیاري براساس عوامل مختلف فنی، اقتصادي، فرهنگی و طبیعت منطقه انتخاب می گردد که 3 عامل عمق توسعه ریشه، ارتفاع محصول و همچنین میزان تراکم کشت در انتخاب سیستم آبیاري مناسب مؤثر می باشند.
-8 زمینه هاي فرهنگی : نگهداري و بهره برداري صحیح از روش هاي نوین آبیاري به سطح فرهنگی و اجتماعی مردم منطقه و عامل امنیت بستگی زیادي دارد که وجود سوابق قبلی استف اده از این سیستمها در منطقه، از جنبه هاي مثبت و توجیه کننده خواهد بود.
-9 نیروي انسانی : نیروي انسانی مورد نیاز به دو دسته، متخصص و ماهر و همچنین نیمه ماهر و کارگر تقسیمم میگردند که بهره برداري از سیستمهاي آبیاري مکانیزه به نیروي متخصص بیشتري نیاز خواهد داشت.
-10 وضعیت بهره برداري و نگهداري : کلیه سیستمهاي آبیاري مکانیزه در دوره بهره برداري به خدمات تعمیر، سرویس و لوازم یدکی نیاز خواهند داشت.
-11 هزینه ه ا: این عامل اهمیت زیادي در انتخاب سیستم آبیاري مناسب دارد و شامل کلیه هزینه هاي اولیه جهت ساخت، خرید، نصب، اجراء و راه اندازي و همچنین هزینه هاي جاري نگهداري و بهره برداري می باشد.
-12 اثرات زیست محیطی : کلیه سیستم هاي آبیاري سطحی یا تحت فشار داراي اثرات مخرب زیست محیطی همانند تخلیه زه آب ها، تغییر در اکولوژي طبیعی منطقه، نشت مواد نفتی ازتجهیزات آبیاري، راهسازي و آلودگی هاي صوتی می باشند که با توجه به شرایط طبیعی منطقه میزان تاثیر هریک از روشهاي آبیاري بررسی و امتیاز دهی می گردد.
نحوه انتخاب سیستم مناسب آبیاري
در این مقاله با استفاده از روش امتیاز دهی به عوامل تأثیرگذار مشترك براي سیستم هاي مختلف آبیاري ثقلی، قطره اي و شش روش مختلف آبیاري بارانی، روش من اسب گزینش می شود . مهمترین مرحله، انتخاب امتیاز براي هریک از پارامترها بر اساس شرایط موجود طرح می باشد که پارامترهاي اساسی در قسمت قبل تشریح گردیده اند . میزان تأثیر عوامل مختلف با استفاده از ارقام صحیح ( 3+) تا ( 3-) در 7 درجه امتیاز گذاري می شوند. عدد صحیح ( 3+) بیانگر اثر بسیار مطلوب و تائید کنند و اعداد ( 2+) و ( 1+)
به ترتیب نشان دهندة اثر خوب و اثر مثبت معمولی جهت استفاده از سیستم آبیاري مربوطه می باشند. عدد صفر بیانگر غیر مؤثر بودن آن عامل برروي سیستم آبیاري در طرح مورد نظر می باشد. اعداد صحیح (1-)، (2-) و (3-) به ترتیب نشان دهنده اثرات منفی آن پارامتر در انتخ اب سیستم آبیاري در حد مختصر، در حد احتراز از انتخاب آن روش آبیاري و در حد عدم توصیه و بالا رفتن هزینه ها و کاهش راندمان سیستم آبیاري براي یک طرح می باشد .به منظور تأثیر بیشتر عوامل مهم تر و یا جلوگیري از اثر گذاري یکسان عوامل با درجه اهمیت متفاوت، ضریبی بعنوان ضریب اهمیت، لحاظ گریده که عددي بین صفر تا یک منظور می شود که این ضریب براساس شرایط پروژه تعیین خواهد شد. بعنوان مثال ممکن است که درخصوص یک روش آبیاري عوامل شیب اراضی و اثر ات زیست محیطی هر دو امتیاز یکسان بگیرند، اما ممکن است شیب اراضی عامل مهم تري نسبت به دیگري باشد.
سیستم هاي آبیاري در شرایط و محدوده خاصی امکان اجرا دارند و در صورتیکه شرایط طرح خارج از محدوده برخی از پارامترهاي تعیین کننده قرار گیرد، آن عامل به تنهایی می تواند سیستم آبیاري مورد نظر را از گزینش خارج نماید. بعنوان مثال در اراضی با نفوذ پذیري کمتر از 4 میلیمتر در ساعت، استفاده از سیستم هاي آبیاري بارانی منتفی می باشد . برخی از شرایط نفی روش هاي هشت گانه فوق الذکر در جدول شماره ( 1) آورده شده است. در مرحله امتیاز دهی، این شرایط با علامت به معناي غیر قابل قبول در جدول نشان داده شده است. (N) مهمترین مرحله انتخاب سیستم آبیاري به این روش، تعیین امتیازات براي هر یک از عوامل می باشد . نظر به اینکه تعیین امتیاز هر عامل نیاز به اطلاعات اولیه، آزمایشات صحرایی و کارهاي تحقیق اتی دارد و در مراحل اولیه مطالعه شبکه هاي آبیاري، امکان انجام چنین اقداماتی وجود ندارد، لذا در این تحقیق با استفاده از مراجع مختلف و تحقیقات قبلی انجام شده و همچنین اخذ نظرات کارشناسان و اساتید مجرب، محدوده هاي تأثیر گذار هر یک از عوامل بر سیستم هاي آبیاري مشخص و سپس تقسیم بندیهایی صورت گرفت که براي هر دسته و به هر کدام از سیستم هاي آبیاري امتیازي داده شده است. نتایج آن در جدول شماره ( 2) ارائه گردیده . این جدول در واقع الگو و راهنمایی است که امکان بررسی کمی شرایط مختلف یک طرح مطالعاتی آبیاري را از دیدگاههاي مختلف فراهم می آورد. لازم بذکر است، امتیاز دهی براساس نتایج آزمایشات و اندازه گیریها و یا قضاوت مهندسی صحیح کارشناس طرح بر توصیه هاي فوق ارجحیت خواهد داشت.
در این روش ابتدا شرایط نفی سیستم هاي آبیاري مطابق جدول ( 1) کنترل و روش هاي آبیاري نا مناسب حذف می گردند. براساس شرایط طرح و اطلاعات جمع آ وري شده و با استفاده از جدول شماره ( 2)
به هر یک از پارامتر براي سیستمهاي مختلف آبیاري امتیازي اختصاص می دهیم . سپس براساس شرایط طبیعی، فنی، اقتصادي،اجتماعی طرح ، ضریب اهمیت براي هر یک از پارامترها انتخاب و در کلیه امتیازها ضریب می شود. جمع جبري امتیازات براي هر سیستم آبیاري، دهنده اولویت آن می باشد.
انتخاب سیستم مناسب در طرح شبکه آبیاري گرگر
طرح شبکه آبیاري اراضی سمت چپ رودخانه گرگ ر به مساحت حدود 5 هزار هکتار در 50 کیلومتري شمال شرق اهواز واقع شده است . این پروژه یک ی از بز رگترین شبکه هاي آبیاري تحت فشار یکپارچه کشور می باشد که هم اکنون در مرحله اجرا قرار دارد . اطلاعات استفاده شده در این تحقیق براساس مطالعات اولیه فاز یک پروژه می باشد. آب مورد نیاز اراضی از رودخانه گرگ ر با دبی متوسط سالانه 41 متر مکعب بر ثانیه تأمین می گردد. متوسط درجه حرارت سالانه منطقه 24 درجه سانتی گراد و سرعت متوسط باد 2 تا 3 متر بر ثانیه است . از مشخصه هاي بارز طرح، عدم یکپارچگی و نامنظم بودن اراضی و وجود آبراهه ها و اراضی فرسایش یافته در میان آنها می باشد . از لحاظ خاکشناسی حدود 39 درصد اراضی در کلاس دو و اراضی کلاسهاي سه و چهار هر کدام حدود 30 درصد اراضی طرح را شامل می شوند . اراضی طرح داراي شیب عمومي یکنواخت از شرق به غرب و به سمت رودخانه می باشند و اراضی شرقی آن ناهموار با شیب متوسط 2 تا 5 درصد و بقیه اراضی هموارتر و داراي شیب حداکثر 2 درصد هستند. الگوي کشت گزینه آبیاري سطحی شامل گندم، جو، هندوانه، گوجه فرنگی، خیار، یونجه، ماش، کنجد، زیتون و ذرت بهاره با تراکم 100 درصد و الگوي کشت گزینه آبیاري تحت فشار شامل گندم، جو، ذرت، سویا، عدس، یونجه، چقندر قند با تراکم 109 درصد در نظر گرفته شده است . کیفیت اب رودخانه، بخصوص در فصول خشک بدلیل تخلیه حوضچه هاي پروش ماهی به آن نامطلوب و تخلیه زهکش هاي اراضی در گزینه آبیاري سطحی به رودخانه میسر نمی باشد.نتایج گزینش در جدول شماره ( 3) ارائه شده است.
جدول ( 1): شرایط حذف روش هاي آبیاري
نتیجه گیري
صعوبت انتخاب سیستم هاي مناسب یک طرح شبکه آبیاري بخصوص در مراحل اولیه مطالعات که اطلاعات محدود می باشد، استفاده از روشهاي گزینشی همانند روش ارائه شده که مبتنی بر معیارهاي علمی و تجربی صحیح و تحلیل شده باشد را توجیه می نماید. از مزایاي این روش سرعت عمل خوب، سادگی کاربري، عدم نیاز به اطلاعات زیاد و قابلیت تطابق با شرایط طرح و همچنین امکان ارتقاء یا اصلاح توسط کاربر می باشد. در این روش میتوان اثرات عوامل مختلف مؤثر در انتخاب سیستم هاي آبیاري با درجه اهمیت متفاوت را بطور همزمان لحاظ نموده همچنین از نظرات کارشناسان مختلف در گزینش استفاده نمود.
جدول ( 2): راهنماي امتیازدهی به عوامل مؤثر در سیستم هاي مختلف آبیاري

فایل : 20 صفحه

فرمت : Word