بهینه سازی آبیاری سطحی با مدیریت کم هزینه آب

مقدمه و هدف: آبیاری سطحی معمولترین روش آبیاری است. بیش از ۸۰ درصد زمین های کشاورزی ایران با روش های سطحی، آبیاری می شوند. بطور معمول، این روش در مقایسه با روش های آبیاری تحت فشار نیازمند سرمایه گذاری و مصرف انرژی پایین تری است. تلاش های زیادی برای بهینه سازی اقتصادی مصرف آب و نیز حفظ محیط زیست در ایران انجام می شود. اصلاح پارامترهای طراحی و مدیریت آب در سطح مزرعه، می تواند به بهبود عملکرد سامانه های آبیاری منجر شود. هدف اصلی این تحقیق، بهینه سازی بازده آبیاری با کمترین هزینه و به کمک مدل های شبیه سازی است. مواد و روشها: منطقه مورد مطالعه شامل مزارع منتخب منطقه ملاثانی خوزستان واقع در جنوب غربی ایران است. آزمایش های مزرعه ای در ۲ مزرعه که به روش سطحی آبیاری می گردید، انجام شد. آزمایشات شامل سه نوبت آبیاری و سه نوار آبیاری(به عنوان تکرارهای آزمایش) در هر مزرعه صورت گرفت. آزمایش ها بر روی نوارهایی به طول ۱۵۰ متر، عرض ۷ متر و شیب ۰.۱۲۵ درصد در مزرعه ۱ و به طول ۲۰۰ متر، عرض ۷ متر و شیب ۰.۱ درصد در مزرعه ۲ انجام شد. دبی ورودی ۲۵ و ۳۵ لیتر در ثانیه در مزارع ۱ و ۲ اعمال شد. کنترل دبی ورودی با استفاده از فلوم wsc صورت گرفت. جهت اندازه گیری زمان پیشروی و پسروی، طول نوارهای آبیاری به قطعاتی با فواصل ۱۰ متری تقسیم شد. تابع هدف (OF) شامل بازده کاربرد و یکنواختی توزیع برای بهینه سازی عملکرد آبیاری مورد استفاده قرار گرفت و بهترین ترکیب پارامترهای آبیاری نواری با مدل شبیه سازی تعیین گردید. نتایج: نتایج این مطالعه نشان داد که با توجه به شبیه سازی انجام شده، تغییر در میزان دبی ورودی ، تاثیری بر مقدار بیشینه تابع هدف ندارد. بهترین عملکرد سامانه در مزرعه اول، با میزان دبی ورودی ۳۵ لیتر بر ثانیه، مدت زمان آبیاری ۳۰ دقیقه و طول ۵۰ متر، و در مزرعه دوم با مقدار دبی ۲۰ لیتر در ثانیه، زمان آبیاری ۴۸ دقیقه، طول ۵۰ متر بدست آمد. نتایج نشان داد که میانگین شاخص ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده (NRMSE) مورد استفاده جهت ارزیابی مدل شبیه سازی در دو مزرعه، در مورد منحنی پیشروی برابر ۷/۱۲، ۵/۱۲ و ۶/۱۱درصد و به مقدار ۹/۶ ،۸/۶ و۶/۶ درصد برای منحنی پسروی است.نتیجه گیری: آبیاری تحت فشار نسبت به آبیاری سطحی نیازمند هزینه سرمایه گذاری و انرژی بالاتری است. از طرف دیگر شدت تبخیر در منطقه مورد مطالعه بالاست. بدلیل اینکه دبی ورودی و مدت زمان آبیاری از موثرترین پارامترهای بهینه سازی آبیاری سطحی است، بنابراین، در این منطقه و در سطح مزارع کوچک، پیش بینی و انتخاب ترکیب بهینه مدت زمان آبیاری و دبی ورودی، در مقایسه با اصلاح طول و شیب زمین و یا تغییر سامانه سطحی به تحت فشار، ابزار کم هزینه تری برای بهبود عملکرد آبیاری سطحی است.

Keywords:

دبی ورودی , مدت زمان آبیاری , بازده