دانلود مقاله ضرورت توسعه روش های آبیاری تحت فشار در فضای باز

ما به قداست آب پی برده ایم دانش فنی و ابزار مدرن را به خدمت گرفتیم تا طبیعت و صنعت را به توازن برسانیم همانا در نیل به این هدف سخت می کوشیم.                                                                                        

بخش کشاورزی در ایران یکی از مهمترین بخشهای اقتصادی می‌باشد و این در حالی است که کمبود آب اصلی‌ترین عامل محدود کننده تولید محصولات کشاورزی و غذایی است.                                                           

استفاده‌ بهینه‌ از آب‌ در کشوری‌ چون‌ ایران‌ که‌ از نظر اقلیمی‌ دارای‌ وضعیت‌ خشک‌ تا نیمه‌ خشک‌ است‌ از اهمیت‌ فراوانی‌ بخصوص در گسترش و توسعه فعالیتهای کشاورزی برخوردار است‌. بهره‌ برداری‌ بهینه‌ از ‌ منابع‌ آبی‌ برای این منظور جز با توجه‌ کامل‌ به‌ معیارهای‌ اقتصادی‌ و اجتماعی‌ ممکن‌ نیست‌و توجه‌ به‌ هزینه‌ها و فوائد اجتماعی‌ در تخصیص‌ منابع‌ آب ودر  بهبود عملکرد اقتصادی‌ بخش‌ آب‌.حایزاهمیت‌ است.                                                       

استان خراسان که خشکی و پراکنش نامناسب زمانی و مکانی بارندگی واقعیت گریزناپذیرآن است،نیزازاین مقوله مستثنا نبوده و استفاده بهینه ازآب و منابع آبی در تولید بخش کشاوزی آن بسیار حایز اهمیت می باشد .                  

لذااعمال مدیریت صحیح و بکارگیری تکنیکهای پیشرفته همچون استفاده ازسیستمهای آبیاری تحت فشاربه منظور حفظ ذخیره رطوبتی خاک وافزایش ظرفیت نگهداری آب در خاک از جمله اقدامات موثر برای افزایش راندمان آبیاری ودرنتیجه بهبودبهره برداری از منابع محدود آبی می باشد.

در این طرح سیستم آبیاری تحت فشار بارانی و قطره ای تواما"با توجه به معیارها و استانداردهای گزینش سیستم آبیاری تحت فشارانتخاب شده است تا با اعمال آن و ارایه  مدیریت  منطقی و صحیح بتوان از منبع آب موجود بهره

بیشتری گرفته، شاهد تامین و حفظ رطوبت مطلوب درختان بوده ، از رویش علفهای هرز جلوگیری نموده، در نیروی انسانی و کارگری ومصرف انرﮊی صرف جویی نموده و در نهایت راندمان و بازده آبیاری که نسبت آب ذخیره شده در ناحیه ریشه در خاک به آب تأمین شده از منبع اصلی آبیاری را نمایان می کندرا تا ۹۵درصد بالا برد.

ضرورت و توسعه روشهای آبیاری تحت فشار در آبیاری فضای سبز:

توسعه یک سیستم در دو بخش کمی و کیفی امکان پذیر است و سیستمی موفق خواهد بود که همزمان در دو بخش یاد شده پیشرفت داشته باشد.

توسعه اراضی آبی ، با میزان مصرف فعلی آب و رساندن سطح فضای سبز به حد مناسب با منابع آب محدود عملی نخواهدشد. لذا تغییر الگوی مصرف و کنترل آب در محل مصرف و افزایش سطح زیرکشت فضای سبز میتواند بسیاری از مشکلات را بر طرف نماید.

کنترل آب، صرفه جویی و بالا بردن راندمان آبیاری در روشهای سنتی موجود ، احتیاج به صرف وقت و هزینه زیادی دارد.

تبدبل روش آبیاری غرفابی با راندمان پایین به روش آبیاری شیاری با راندمان بالا احتیاج به تسطیح دقیق دارد و این روش در اراضی شیبدار و با توپوگرافی نا مناسب امکان پذیر نخواهد بود.

در چنین شرایطی بهترین روش بالا بردن راندمان آبیاری ، توسعه روشهای آبیاری تحت فشار میباشد. اجرای این روشها در زمان کوتاه صورت گرفته و بازده تولید در ازاء واحد حجم آب مصرفی با مدیریت مناسب ، میتواند افزایش یابد.

از عواملی که موجب توسعه کمی روشهای آبیاری تحت فشار در کشور شده است ، می توان کمبود منابع آب ، محدود بودن زمین مناسب در بعضی نقاط ، مکانیزه کردن عملیات زراعی ، تسریع در عملیات آبیاری و مهمتر از آن

انعطاف پذیری روش آبیاری تحت فشار با برنامه ریزی آبیاری درطول فصل کشت و افزایش راندمان را نام برد.برای کاهش تلفات  و جلوگیری از هدر رفتن منابع محدودآب درمناطق مستعد بایستی سیستم های تحت  فشاراجراشوند .

بطور کلی روشهای آبیاری به سه دسته تقسیم می شوند:

۱- روشهای آبیاری سنتی

۲- روشهای مدرن آبیاری سطحی

۳- روشهای آبیاری تحت فشار

بدیهی است که انتخاب هر کدام از این روشها بستگی به شرایط توپوگرافی زمین ، خاک ، گیاه ، آب و هوا ، شرایط اقتصادی- اجتماعی و فرهنگی جامعه دارد.

آبیاری تحت فشار:

بطور کلی به هر روش آبیاری که در آن آب با فشار بیش از یک اتمسفر (فشارنسبی) درسطح اراضی بوسیله لوله توزیع شود آبیاری تحت فشار گفته می شود. در یک نوع تقسیم بندی ساده ، روشهای آبیاری به دو نوع آبیاری ثقلی و آبیاری تحت فشار تقسیم خواهد شد.

آبیاری تحت فشار نیز به دو نوع آبیاری بارانی و قطره ای قابل تفکیک است .

آبیاری بارانی :

آبیاری بارانی روشی است که آب با فشار بیش از یک اتمسفر در درون لوله ها جریان پیدا کرده و در روی گیاه به صورت باران توسط نازلهایی که به آب پاش معروفند پاشیده می شود.

آبیاری بارانی یکی از روشهای نوین آبیاری در جهان به شمار می رود که استفاده از آن در ۴۰ سال اخیر بیشتر متداول شده است . بطور کلی می توان گفت که آبیاری بارانی از زمانی که لوله های سبک با اتصالات سریع و آسان به بازار عرضه شد ، توسعه یافته است.

در این روش آب با سرعتی مساوی و یا کمتر از نفوذ پذیری خاک ، به صورت باران بر سطح زمین پخش می شود تاخاک  فرصت  نفوذ پیدا کند . چنانچه شدت بارش بیش از سرعت نفوذ باشد در سطح  مزرعه  رواناب ایجاد شده وراندمان آبیاری کم خواهد شد. بطور کلی آبیاری به روش بارانی را در اغلب شرایط مانند مناطق شیبدار ، خاکهای سبک ، سنگین و شرایطی که آبیاری به طریق ثقلی امکان پذیر نیست ، می توان اجرا نمود.

مزایا و معایب آبیاری بارانی:

هر نوع روش آبیاری دارای یک سری معایب و مزایایی است که با در نظر گرفتن مجموعه این معایب و مزایا باید اقدام به انتخاب و طراحی روش آبیاری نمود.

محاسن آبیاری بارانی:

- حذف عملیات تسطیح و کاهش هزینه های آماده سازی اراضی

- بدلیل امکان آبیاری با عمق کم ، این روش برای اراضی با بافتهای بسیار سبک یا بسیار سنگین مناسب خواهد بود.

- تهویه خاک به راحتی انجام میشود.

- مبارزه با یخبندان ، آفات و انگل ها میسر است.

- هزینه نیروی کارگری در مقایسه با روسهای آبیاری سطحی کمتر است.

- تلفات بصورت رواناب و فرسایش خاک در این روش به حداقل می رسد.

- راندمان آبیاری در مقایسه با روشهای سنتی بیشتر است.

- بازده محصولات آبیاری در اغلب موارد بیشتر از آبیاری سطحی است.

- زمین کمتری برای مسیر انتقال آب هدر میرود.

- امکان آبیاری در اراضی کم عمق وجود دارد.

- در اغلب محصولات آبیاری بارانی باعث افزایش رشد می شود.

- امکان آبیاری در اغلب خاکها وجود دارد.

- امکان آبیاری در اراضی شیبدار وجود دارد.

- امکان آبیاری در اغلب شرایط آب و هوایی وجود دارد.

معایب آبیاری بارانی :

- نیاز به سرمایه گذاری اولیه نسبتا" زیادی دارد.

- در صورت وجود باد یکنواختی توزیع کاهش می یابد.

- کمبود توان فنی در مناطق دور افتاده وجود دارد.

- شدت تبخیر در مناطق گرم و خشک زیاد بوده لذا تلفات در این مناطق زیاد است.

- در مناطقی که باد شدید است تلفات آب زیاد است.

- به دلیل خسارت زدن به برگ محصولات ، در این روش استفاده از آبهای با کیفیت پایین ممکن نیست.

شرایطی که آبیاری بارانی توصیه میشود:

- برای آبیاری گیاهانی که دارای ریشه کم عمق هستند.

- در اراضی با شیب زیاد و عمق کم خاک زراعی

- در اراضی با نفوذ پذیری زیاد

آبیاری قطره ای:

آبیاری قطره ای عبارتست از پخش آرام آب بر سطح خاک یا زیر خاک به صورت قطرات مجزا یا پیوسته و یا بصورت اسپری ریز با فشار کم ، بوسیله قطره چکانهایی که در طول خط انتقال قراردارند.

محاسن و معایب آبیاری قطره ای:

آبیاری قطره ای به دلیل اعمال عمق آبیاری کم و قابل تنظیم یکی از روشهای مفید آبیاری می باشد. مهمترین مزیت این روش صرفه جویی در میزان آب و هزینه هاست. سیستم آبیاری قطره ای در مقایسه با سایر روشهای آبیاری و خصوصا" آبیاری سطحی به آب کمتری نیاز دارد.

همچنین تلفات آب در این روش نسبتا" پایین و کم است. هزینه کارگری در مقایسه با سایر روشها به مراتب کم خواهد بود.

با بهره برداری مناسب و آبیاری موضعی ، در این روش رشد علفهای هرز به حداقل رسیده و انتقال بذر وجود نخواهد داشت. استفاده راحت از کودها یکی دیگر از مزایای آبیاری قطره ای می باشد. در آبیاری قطره ای بدلیل استفاده مکرر از آب و بالا نگهداشتن رطوبت خاک غلظت نمک های محلول خاک کم شده و می توان با آب شور آبیاری نمود. آبیاری باغات موجود در اراضی با توپوگرافی نامناسب نیز با این روش امکان پذیر است.

یکی از معایب مهم این روش علاوه بر هزینه زیاد ، گرفتگی قطره چکانها می باشد. بدلیل فرم توزیع رطوبت(پیاز رطوبتی) خاص این روش نمکها در سطح خاک تجمع یافته و امکان خطر برای گیاهان وجود خواهد داشت.

انواع روشهای آبیاری قطره ای:

بر اساس نوع گسیلنده یا قطره چکان میتوان آبیاری قطره ای را به شرح ذیل تقسیم نمود.

آبیاری قطره ای دریپ:

در این روش آب توسط قطره چکانهایی که در کنار درخت قرار دارند به سطح خاک منتقل میشود .قطره چکانها معمولا" روی لوله فرعی و یا داخل لوله فرعی با فاصله مشخص قرار میگیرد. دبی این گونه قطره چکانها معمولا" بین ۲ تا ۸ لیتر در ساعت است.

آبیاری زیر زمینی با لوله های ترآوا:

در این روش آب توسط لوله هایی که خاصیت تراوش دارند در کنار ریشه قرارمیگیرند و توسط نیروی ماتریک خاک آب از لوله به سمت خاک کشیده میشود.

آبیاری بابلر:

در این روش آب بصورت بابلر توسط جریان آرام و پیوسته خارج میشود. این روش برای آبیاری درختانی که فاصله آنها زیاد است مناسب می باشد. همچنین برای آبهای با املاح زیاد که حطر گرفتگی قطره چکانها وجود دارد .

سیستم آبیاری آبفشانی:

در آبیاری به روش آبفشانی آب بصورت جت ( jet ) ، مه ( mist ) و یا قطرات بسیار ریز آب (spray ) از خروجی هایی که روی لوله نصب میشوند خارج ودر یک دایره کامل و یا قطاعی از دایره پخش می شود.

اخیرا" از این روش برای درختان میوه استفاده می شود. در این روش آب با میزان دبی کم پای درختان پاشیده می شود. مزایا این سیستم این است که در آبهای سنگین و یا دارای املاح بالا که قابلیت سیستم آبیاری قطره ای را کاهش می دهند ، بدون گرفتگی میکرو جت می توان استفاده کرد.

اقلیم منطقه :

به منظور بررسی اقلیم و بهره گیری از اطلاعات مربوط در طرح ، خصوصیات اقلیمی و هواشناسی شهرستان مشهد مورد مطالعه و تجزیه و تحلیل هرار گرفت . با توجه به وجود اطلاعات کامل هواشناسی و اقلیمی از شهرستان مشهد تجزیه و تحلیل های اقلیمی بر پایه این اطلاعات از درجه اعتماد بالایی برخوردار خواهد بود. شهرستان مشهد در شمال شرقی خراسان و در عرض جغرافیایی ۲۰ و ۳۶ قرار گرفته است. با توجه به موقعیت جغرافیایی آن (عرض ۳۶ درجه) بطور کلی جزو مناطق نسبتا" خشک جهان به حساب می آید.

نزولات جوی منطقه :

عمده نزولات جوی مشهد را باران تشکیل می دهد. بارانهای بهاری آن دارای شدت بالاست که هر از چندگاهی تگرگ بارشهای بهاری منطقه را همراهی می کند. بارندگیهای زمستانه بیشتر از نوع برف می باشد که منطقه را سفید پوش می کند. مقدار کمی بارندگی در پائیز دارد و در تابستان بارندگی تقریبا" صفر است . بارندگی سالانه مشهد در طول یک دوره آماری ۳۰ ساله ، بیشترین مقدار بارندگی ۲/ ۴۱۹ میلیمتر و کمترین مقدار آن ۷ /۱۳۰ میلیمتر می باشد که تفاوت آنهادرحدود۵/۲۸۸ میلیمتر یعنی بالاتر از متوسط بارندگی سالانه آن (۱ / ۲۵۲میلیمتر) است . (مقدار متوسط بارندگی ماهانه در مشهد در جدول شماره (۱)ارائه شده است).

جدول شماره (۱):متوسط بارندگی ماهانه در مشهد

ماه

فروردین

اردیبهشت

خرداد

تیر

مرداد

شهریور

مهر

آبان

آذر

دی

بهمن

اسفند

متوسط بارندگی ماهانه(میلیمتر)

۲/ ۴۸

۷ /۳۲

۵ /۱۱

۵/ ۱

۵ / ۰

۹ /۰

۷

۵/ ۱۴

۵ / ۲۱

۷ / ۲۸

۴ / ۳۲

۷ / ۵۰

رطوبت هوا :

متوسط رطوبت نسبی سالانه در مشهد ۶ / ۵۵ درصد که از ۷۵ درصد در دی ماه تا ۳۵ درصد در مرداد ماه تغییر می کند رطوبت نسبی از آبانماه رو به افزایش رفته و تا فروردین ماه ادامه دارد و بقیه سال خشک است.

درجه حرارت:

متوسط درجه حرارت سالانه مشهد ۵ / ۱۳ درجه سانتیگراد است. تغییرات فصلی ، ماهانه و روزانه درجه حرارت در مشهد نسبتا" زیاد و متوسط درجه حرارت در زمستان ۲ / ۴ درجه سانتیگراد و در تابستان ۱ / ۲۲ درجه سانتیگراد

می باشد. سردترین ماه سال دی ماه است با متوسط درجه سانتیگراد و گرمترین ماه سال تیر ماه با متوسط درجه حرارت ۹ / ۲۵ درجه سانتیگراد.

تابش خورشیدی :

یکی از پارامترهای مهم قابل استفاده در محاسبه تبخیر و تعرق گیاه مرجع میزان انرژی خورشیدی رسیده به سطح زمین است . آمار ماهانه جمع آوری شده در ایستگاه هواشناسی مشهد نشان می دهد که بطور متوسط تیر ماه دارای بیشترین ساعات آفتابی یعنی ۷ / ۳۴۸ ساعت آفتابی در ماه می باشد. در حالیکه کمترین ساعات آفتابی را در بهمن ماه با ۶ / ۱۴۷ ساعت آفتابی در ماه داریم.

باد :

یکی از پارامترهای موثر بر مقاومت آئرودینامیکی و شرایط اتمسفر سرعت باد می باشد . این پارامتر با تاثیر بر پارامترهای ذکر شده در نهایت تبخیر و تعرق گیاه مرجع را تحت تاثیر قرار می دهد. متوسط سرعت باد ثبت شده در ایستگاه مشهد در جدول شماره (۲) آمده است.

جدول شماره (۲):متوسط سرعت باد در مشهد

ماه

فروردین

اردیبهشت

خرداد

تیر

مرداد

شهریور

مهر

آبان

آذر

دی

بهمن

اسفند

سرعت باد (متربرثانیه)

۷ / ۱

۶ / ۱

۸ / ۱

۲

۸ / ۱

۵ / ۱

۳ / ۱

۱

۸ / ۰

۹ / ۰

۲ / ۱

۶ / ۱

موقعیت جفرافیایی منطقه :

محل اصلی پروژه مذکور واقع در حوضه شهرداری منطقه ۱۱ مشهد ، پارک گلها ، ابتدای بلوار دانشجو می باشد . شهر مشهد در شمال شرقی ایران و در حوضه آبریز کشف رود. این منطقه به طور کلی جزو دشت این منطقه به طور کلی جزو دشت مشهد بوده و درون حوضه آبریز کشف رود می باشد .

این حوضه در شمال استان خراسان , در طول جغرافیایی ۲۰ , ۵۸ تا ۸ ,۶۰ درجه شرقی و عرض جغرافیایی ۴۰ ,۳۵ تا ۳ , ۳۶ درجه شمالی واقع است . این حوضه محدود است از شمال به خط راس ارتفاعات هزار مسجد  از جنوب به خط الراس ارتفاعات بینالود ، از شرق به حوضه آبریز جام رود و از غرب به حوضه آبریز رودخانه اترک محدود می گردد .

وسعت کل حوضه آبریز ۱۶۵۰۰ کیلومتر مربع است که از این مقدار ۵۰۰۰ کیلومتر آن دشت و بقیه را ارتفاعات تشکیل می دهد . بلندترین نقطه منطقه در قله بینالود واقع است واز سطح دریا ۳۳۰۰ متر ارتفاع دارد . پایینترین نقطه در محل خروجی حوضه پل خاتون قرار دارد و از سطح دریا ۵۸۰ متر بلندتر است .آب وهوای منطقه بری و متنوع است . زمستانها نسبتاً سرد و تابستانها گرم می باشد . حداکثر و حداقل درجه حرارت هوا در ایستگاه هواشناسی النگ اسدی و خرکت به ترتیب ۵۰ و ۳۲- درجه سانتی گراد گزارش شده است  متوسط درجه حرارت هوا در ایستگاه سینوپتیک مشهد رقم ۵ / ۱۳ درجه سانتیگراد را نشان می دهد . میزان نزولات جوی در ارتفاعات و در سطح دشت تفاوت زیادی دارد . در ارتفاعات هزار مسجد مقدار آن ۸۰۰ میلیمتر

(ایستگاه عرق چین تپه) و در سطح دشت مشهد بطور متوسط۲۵۰ میلیمتر در سال گزارش شده است . در زمستانها بویژه در ارتفاعات جنوب و شمال دشت مشهد , نزولات جوی به شکل برف است.

انتخاب سیستم آبیاری :

پس از آنکه داده های هواشناسی ، خاک ، آب ، شرایط فیزیکی و غیره جمع آوری شد می بایست سیستم مناسب  پروژه انتخاب شود. گاهی اوقات شرایط به نحوی است که باید فقط یک سیستم بخصوص را انتخاب کرد . مثلا" مهیا بودن وسایل و ابزار کار که باعث می شود  فقط نوع  خاص سیستم آ بیاری مطرح باشد. حال آنکه  غالبا"  چند

سیستم آبیای را می توان در مقایسه با یکدیگر تحلیل و سرانجام سیستمی را انتخاب نمود که بالاترین سود دهی را داشته باشد . باید توجه داشت که هیچ سیستم آبیاری را نمی توان یافت که تمام شرایط موجود منطبق بر آن باشد اما سیستمی را باید انتخاب نمود که از روشهای دیگر مناسب تر باشد. در انتخاب سیستم آبیاری شرایط اجتماعی و

اقتصادی و بخصوص درجه پذیرش یا آشنایی کاربر با آن را باید در نظر گرفت . لذا با توجه به موارد یاد شده ، توضیحات مربوط به سیستمهای آبیاری و همچنین شرایط خاص منطقه مورد نظر (سرقت سیستم بعنوان بزرگترین

مشکل) از بین سیستمهای آبیاری سیستم آبیاری بارانی با آبپاشهای مخفی شونده و سیستم قطره ای زیر سطحی با قطره چکانهای جبران کننده فشار انتخاب شده است .سیستم انتخابی قابلیت انعطاف پذیری بسیار بالایی داشته و اعمال شرایط مدیریتی و برنامه ریزی آبیاری آن به سهولت امکاب پذیر می باشد. این سیستم را میتوان منطبق با ابعادزمین و عوارض موجود در آن طراحی و ترتیبی اتخاذ نمود که بیشترین سطح زیر کشت ، کمترین میزان هدر رفت آب و پایین ترین نیاز به کارگر حاصل گردد.

آب به عنوان یک نهاد اصلی در کشاورزی باید با رعایت تمام جوانب اقتصادی به مصرف برسد. یکی از موارد صرفه جویی در مصرف آب استفاده از روشهای آبیاری تحت فشار می باشد که بطور مختصر می توان مزایا ی زیر را برای آن بر شمرد :

۱ – صرفه جویی در مصرف آب

۲ – انجام آبیاری های سبک با مقادیر کم آب

۳- ازدیاد سطح زیر کشت آبی

۴ – جلوگیری از تلفات آب در مسیر انتقال

۵ – پخش آب بطوریکنواخت در سطح مزرعه

۶ – امکان آبیاری زمینهای با شیب زیاد و کم

۷ – عدم نیاز به تسطیح

۸ – تهویه مناسب آب و خاک

۹- امکان آبیاری زمینهای با نفوذ پذیری زیاد ، جل.گیری از نفوذ آب به اعماق پائین تر از ریشه ها و مصرف آب به اندازه نیاز گیاه

۱۰ – افزایش سطح زیر کشت از طریق حذف جوی و پشته و نهرها

۱۱ – استفاده از خاکهای کم عمق

۱۲ – جلوگیری از فرسایش خاک

۱۳ – پخش کود مایع از طریق آبیاری و اجرای توام عملیات آبیاری و کوددهی

۱۴ – سهولت انجام عملیات زراعی و کاهش استهلاک ماشین آلات

۱۵ – کاهش هزینه های کارگری

۱۶ – کاهش پراکنش بیماریها و آفات گیاهی