ارزيابي نوسانات سطح ایستابی در شبکه آبیاری و زهكشی رامشیر استان خوزستان
محورهای موضوعی : بهینه سازی مصرف آب
پروانه ظاهری عبده وند
1
,
داود خدادادی دهکردی
2
*
1 - دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه مهندسی آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران
2 - استادیار، گروه مهندسی آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران
کلید واژه: فاصله زهکشها, خروجی زهکش, چاهک مشاهدهای, سطح ایستابی.,
چکیده مقاله :
در طرحهاي زهکشي، ارزيابي عملکرد زهکش‌هاي زيرزميني در کنترل سطح ايستابي و شوري خاک از اهميت زيادي برخوردار است. در این مطالعه بررسي عملكرد زهكش‌هاي زيرزميني و نوسانات سطح ايستايي منطقه رامشیر استان خوزستان با هدف كنترل سطح ايستايي انجام گرفت. بدین منظور یک مزرعه (مزرعه E) با فواصل کارگذاری زهکشهای زیرزمینی 70 متری در منطقه مورد مطالعه، انتخاب شد. چاهك‌هاي مشاهده‌اي بر روي سه لوله زهكش و در فواصل 3/0، 8/0، 5/1، 5/2 و 15 متري از لترال و در حد وسط بين دو خط زهكش در چهار رديف (یک چهارم طول لترال، دو چهارم طول لترال، سه چهارم طول لترال و 25 متری از خروجی زهکش) نصب شدند. پس از حفر، احداث و تجهیز چاهکهای مشاهدهای، در سه نوبت آبیاری پس از یک روز از زمان آبیاری، اقدام به قرائت سطح ایستابی آب در چاهکها شد. با توجه به بررسی سطح ایستابی زهکشها و شاخص RGWD مشخص شد لترالهای موردنظر در مزرعه مورد مطالعه، در كنترل سطح ايستابي به خوبي عمل نموده‌اند.
In drainage plans, the performance evaluation of underground drains in controlling the water table level and soil salinity is very important. In this study, the performance of underground drainages and water table level fluctuations in the Ramshir region of Khuzestan province was investigated with the aim of controlling the water table level. For this purpose, a farm (Farm E) with 70-meter underground drain intervals was selected in the study area. Observation wells on three drainage pipes and at distances of 0.3, 0.8, 1.5, 2.5, and 15 meters from the lateral and in the middle between two drainage lines in four rows (a quarter of the lateral length, two-quarters of the lateral length, three-quarters of the lateral length and 25 meters from the drain outlet) were installed. After digging, constructing, and equipping the observation wells in three irrigation times, after passing one day of irrigation, the level of the water table in the wells was read. According to the investigation of the water table level of the drains and the RGWD index, it was found that the desired laterals in the studied farm have performed well in controlling the water table level.
Azari. A. 2008. The effect of absorbent collecting drains on the drainage coefficient in the drainage network of Moghan Plain. M. Sc. Thesis. Faculty of Agriculture. Isfahan University of Technology. Isfahan. Iran. (In Farsi)
Askari. M. R., Liaghat. A. M. and Parsinejad. M. 2011. Effectiveness of Collector Drain on Drainage Coefficient (A Case Study: Amir-Kabir Agriculture and Industry Department, Khuzestan Province). Water and Soil. 4(25): 746-756. (In Farsi)
Azizi. A. and Hasanoghli. A. 2015. Investigating the quantity and quality of drainage from underground drains along and perpendicular to the direction of irrigation flow. The first national conference to study the dimensions of the implementation of the 550,000-hectare agricultural development plan. 17 November. Ahvaz. Iran. (In Farsi)
Doosti Pashakolaee. S., Shahnazari. A. and Jafari Talokolaee. M. 2017. Nitrate Losses in Drained Paddy Fields during Rice and Canola Growing Seasons. Journal of Water Research in Agriculture. 1(31): 59-73. (In Farsi)
Ebrahimian. H., Liaghat. E. M., Parsinejad. M. and Akram. M. 2009. Field evaluation of rice husk cover in underground drainage system, case study: Behshahr. 3rd Iranian National Conference on Construction Experiences of Irrigation and Drainage Networks papers. 21 October. Karaj. Iran. (In Farsi)
Hamzeh. S., Naseri. A. A. and Kashkuli. H. A. 2013. Variations of Water Table Profile and Outflow of Bi-level Drains in a Layered Soil. Water and Soil. 1(27): 1-13. (In Farsi)
Maleki. A. and Salakhpour. M. 2016. Evaluation of the performance of underground drains in controlling the water table level based on the RGWD index in agricultural lands of Hamidiyeh. The Second National Congress on Iran's Irrigation & Drainage. 23 August. Isfahan. Iran. (In Farsi)
Mehrabian. S., Naseri. A. A., Hooshmand. A. K. and Pajouhideh. S. K. 2011. Evaluation of the technical performance of the underground drains of the experimental farm of Shahid Chamran University of Ahvaz. 3rd Irrigation and Drainage Network Management National Conference. 20 March. Ahvaz. Iran. (In Farsi)
Naseri. A. and Gazin. A. 2015. Using new principles and methods in the design and implementation of underground drainage systems in the 550 thousand hectare project. The first national conference to study the dimensions of the implementation of the 550,000-hectare agricultural development plan. 17 November. Ahvaz. Iran. (In Farsi)
Salakhpour. M., Maleki. A. and Mokhtaran. A. 2016. Evaluation of the performance of underground drains in controlling the water table level and salinity based on RGWD and SEI index in agricultural lands of Hamidiyeh. Journal of water Science Engineering. 6(13): 65-77. (In Farsi)
Sands. G. R. and Canelon. D. J. 2013. Developing optimum drainage design Guidelines for the red River basin. Department of Bioproducts and Biosystems Engineering. Final report. University of Minnesota.
Singh. M., Pabbi S., Bhattacharya. A. K. and Singh. A. K. 2007. Nitrite accumulation in coastal clay soil of India under inadequate subsurface drainage. Agricultural Water Management. 91(1-3): 78-85.
Zaheri abdevand. P. 2021. Evaluation of the underground drainage system performance in Agricultural Lands of Ramshir City in Khuzestan province. M. Sc. Thesis. Faculty of Agriculture. Islamic Azad University. Ahvaz Branch. Ahvaz. Iran. (In Farsi)
98 پژوهشهای علوم کشاورزی پایدار/جلد 4 /شماره 4/زمستان 1403 / ص 112-98
https://sanad.iau.ir/journal/sarj/
https://doi.org/10.71667/sarj.2025.1185134
ارزيابي نوسانات سطح ایستابی در شبکه آبیاری و زهكشی رامشیر استان خوزستان
پروانه ظاهری عبدهوند 1و داود خدادادی دهکردی 2*
1-دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه مهندسی آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران
2- استادیار، گروه مهندسی آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران
* ايميل نویسنده مسئول: davood_kh70@yahoo.com
(تاریخ دریافت: 4/7/1403- تاريخ پذيرش: 15/10/1403)
چکیده
واژههاي کليدي: فاصله زهکشها، خروجی زهکش، چاهک مشاهدهای، سطح ایستابی
مقدمه
زهکشی فرآیند خارج کردن آب اضافی و مدیریت سفره آب زیرزمینی کم عمق از طریق نگهداشت و دفع آب و مدیریت کیفیت آب براي رسیدن به منافع دلخواه اقتصادي و اجتماعی است، درحالیکه محیط زیست نیز حفظ شود. زهکشی در مناطق مرطوب براي خارج کردن آب اضافی و پایین بردن سطح آب زیرزمینی است، اما در مناطق خشك و شور به منظور اصلاح اراضی و انتقال املاح صورت میگیرد (Salakhpour et al., 2016). در طراحی زهکشهای زیرزمینی تعیین طول، عمق و فاصله بین زهکشهای زیرزمینی از اهمیت خاصی برخوردار است. زیرا طول زیاد برای لترالهای زهکشی باعث افزایش رسوبگذاری در طول لترال و احتمال ایجاد مشکل در هیدرولیک جریان آب گشته و از طرفی با افزایش طول لاترال عمق زهکشها با توجه به شیب موجود افزایش و نهایتا باعث خروج آب زیرزمینی توسط لترالها و افزایش زهاب خروجی میگردد که این نیز به نوبه خود منجر به ایجاد مشکلات زیست محیطی میشود. از طرفی کاهش طول لترالها بطورکلی باعث افزایش هزینههای نگهداری و اقتصادی زهکشی میگردد. برای دستیابی به فاصله مناسب و عملکرد مطلوب زهکشها ضرورت دارد تا پارامترهای لازم و مربوطه به دقت بررسی و تعیین گردند. به این دلیل برای حصول فواصل منطقی و مطلوب زهکشهای زیرزمینی داشتن شناخت کاملی از ویژگیهای آب و هوایی منطقه طرح، مشخصات خاک و خصوصیات آگرونومیکی و فیزیولوژیکی گیاهان موردنظر الزامی است (Zaheri abdevand, 2021). امروزه زهکشی نقش بسیار گستردهتري پیدا کرده است، بهطوريکه هدف آن فقط خارج ساختن آب اضافی از زمین نیست، بلکه مسائلی مانند احیاء یا شیرینکردن اراضی، مدیریت آب، مسائل مربوط به حفاظت محیط زیست و یا کیفیت آب نیز از جمله وظایفی است که در اجراي طرحهاي زهکشی مد نظر قرار میگیرد. علاوه بر این، امروزه زهکشی فقط براي این انجام نمیشود که محصول افزایش یابد، بلکه پایینآوردن هزینه تولید، فراهمآوردن شرایط براي تولید محصولات متنوع، بهبود وضعیت اقتصادي، اجتماعی و بهداشتی زارعین و یا امثال آن نیز میتواند از اهداف زهکشی باشد (Salakhpour et al., 2016). در مطالعهاي زهکش‌هاي عمیق (2/1 متری) و فاصله زیاد را با زهکش‌هاي کم عمق (7/0 متری) و فاصله نزدیک مقایسه کردند. زهکش‌هاي عمیق طی دو فصل با زهابی با هدایت الکتریکی 11 دسیزیمنس بر متر، مقدار 5867 کیلوگرم در هکتار نمک را از خاك خارج ساختند و راندمان 50% در کاهش میزان نمک داشتند. درحالیکه زهکش‌هاي کم عمق فقط بعد از هر آبیاري و بارندگی جریان داشته و هدایت الکتریکی زهاب آن در حدود 2 دسیزیمنس بر متر بوده است (Zaheri abdevand, 2021). سینگ و همکاران تاثیر زهکشی زیرزمینی بر تجمع نیتریت در خاك رسی ساحلی هند را بررسی کردند. سیستمهاي مختلف زهکشی به فواصل 15، 25، 35 و 55 متر در منطقه مورد مطالعه نصب شدند. فرمهاي مختلف نیتروژن در چهار لایه خاك (15-0، 30-15، 60-30 و 90-60 سانتیمتری) اندازهگیري شد. غلظت نیتریت لایههاي مختلف خاك منطقه با فاصله زهکش 25 متر، بیشتر از مقادیر متناظر در تیمارهای با فواصل 15، 35 و 55 متر بود. بعد از سه سال کشت، بیشترین مقدار تجمع نیتریت درلایه 30-15 سانتیمتری خاک مشاهده شد (Singh et al., 2007). دوستی پاشاکلایی و همکاران برای بررسی اثرات زهکشی زیرزمینی بر غلظت نیترات خروجی و نیترات موجود در لایههای مختلف، پژوهشی را در اراضی شالیزاری دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری انجام دادند. تیمارهای مختلف زهکشی زیرزمینی، سه نوع سیستم زهکشی زیرزمینی معمولی شامل سیستم زهکشی با فاصله 30 متر و عمق نصب 9/0 متر، سیستم زهکشی با فاصله 30 متر و عمق نصب 65/0 متر، سیستم زهکشی با فاصله 15 متر و عمق نصب 65/0 متر؛ و یک سیستم زهکشی دو عمقی (سیستم زهکشی با فاصله 15 و اعماق نصب 65/0 و 9/0 متر به صورت یک در میان) بودند. نتایج نشان داد که غلظت و میزان کل نیترات خروجی در فصل کشت برنج به ترتیب 33% تا 80% و 91% تا %99 کمتر از فصل کشت کلزا بود. همچنین، غلظت نیترات زهاب زهکشهای با عمق 9/0 متر بیشتر از مقدار آن در زهاب زهکشهای با عمق 65/0 متر بود. از طرف دیگر، نیترات موجود در آب برای تمامی تیمارها، در لایه های بالایی خاک، بین 1 تا 3/18 میلیگرم بر لیتر بیشتر از نیترات در لایههای پایینتر بود. بهطورکلی در هر دو فصل کشت برنج و کلزا، تیمار زهکشی با فاصله بیشتر و عمق کم، نیترات کمتری را آبشویی کردند (Doosti Pashakolaee et al., 2017). در پژوهش حاضر در منطقه شهرستان رامشیر استان خوزستان که زهكش زيرزميني با فیلتر مصنوعی در اراضی کشاورزی آن اجرا شده، سعي بر بررسی و ارزیابی زهکش‌هاي زيرزميني با فیلتر مصنوعی از نظر میزان کنترل سطح ایستابی در مزارع آن شده است.
مواد و روشها
این تحقیق در مزارع شبکه آبیاری و زهکشی رامشیر انجام گرفت. اين مطالعه در یک مزرعه انتخابی به عنوان مزرعه آزمایشی تحت نام بلوک E با فاصله لترال 70 متري به مساحت 6/9 هكتار واقع در سمت راست شبكه آبیاری و زهكشي رامشیر انجام گرفت (اشکال 1 و 2). انتقال آب به اراضی کشاورزی رامشیر، توسط سد انحرافی رامشیر توسط دو رشته كانال اصلي سمت چپ (ML) و سمت راست (MR) تأمين مي‌گردد.
شکل1- نقشه موقعیت مزرعه مورد مطالعه (بلوک E) در شبکه آبیاری و زهکشی رامشیر
شکل 2- نقشه موقعیت مزرعه مورد مطالعه (بلوک E)
در این تحقیق، با توجه به فواصل کارگذاری مختلف لولههای زهکشی زیرزمینی در هر مزرعه، سه لترال مجاور هم در منطقه مورد مطالعه انتخاب گردید. فیلتر به کار رفته دور لوله زهکش در اين طرح از نوع فیلترهای مصنوعی PP450 بود. عمق کارگذاری در ابتدای لترال نسبت به سطح زمین 2/1 متر و با شیب کارگذاری 0007/0 بود. چاهك‌هاي مشاهده‌اي بر روي سه لوله زهكش و در فواصل 3/0 و 8/0 و 5/1 و 5/2 و 15متري از لترال در حد وسط بين دو خط زهكش در چهار رديف: یک چهارم طول لترال، دو چهارم طول لترال، سه چهارم طول لترال و 25 متری از خروجی زهکش، نصب شد، بهطوريكه در هر رديف بين دو خط زهكش، 13 چاهك نصب و بهطورکلی 52 عدد چاهک جهت ارزیابی هر لترال نصب گردید. مطابق شکل 3، در طرفین هر چاهک مشاهدهای مابین دو زهکش زیرزمینی (لترال) دسته چاهکهای زیر احداث گردید: 1- چاهک واقع در بالای لوله زهکش زیرزمینی (لترال) 2- چاهک واقع در فاصله 3/0 متری از زهکش زیرزمینی (لترال) 3- چاهک واقع در فاصله 8/0 متری از زهکش زیرزمینی (لترال) 4- چاهک واقع در فاصله 5/1 متری از زهکش زیرزمینی (لترال) 5- چاهک واقع در فاصله 5/2 متری از زهکش زیرزمینی (لترال) 6- چاهک واقع در فاصله 15 متری از زهکش زیرزمینی (لترال) 7- چاهک مشاهدهای واقع در بین دو زهکش زیرزمینی (لترال). پس از احداث چاهکهای مشاهدهای، عملیات نقشه برداری از مزارع مطالعاتی انجام گرفت و مختصات هر چاهک (X,Y) مشخص شد. سپس اندازهگیریها در فرمهایی به صورت روزانه از یک روز پس از آبیاری تا 6 روز پس از آبیاری (برای سه نوبت آبیاری) ثبت گردید. اندازهگیری سطح آب در چاهکها با استفاده از عمقیاب الکتریکی انجام شد و سطح آب درون چاهکها اندازهگیری گردید. در این پژوهش برای ارزیابی عملکرد زهکشها، در کنترل سطح ایستابی از شاخص RGWD (عمق نسبی آب زیرزمینی) استفاده شد. شكل 3 نمایی از موقعيت چاهکهای حفر شده در اطراف لترالها در مزارع مورد آزمایش را نشان میدهد.
شکل 3- نقشه موقعیت چاهکهای مشاهدهای در مزرعه مورد مطالعه
برای ارزیابی عملکرد زهکشها در کنترل سطح ایستابی از شاخص RGWD (عمق نسبی آب زیرزمینی) استفاده شد که به صورت رابطه زیر میباشد.
رابطه (1)
مقدار بهینه و مطلوب این شاخص 1 است و میتواند در محدوده 8/0 تا 2/1 قرار گیرد که مقادیر زیاد آن نشاندهنده زهکشی زیاد و مقادیر کمتر از حد آن به معنی زهکشی ضعیف است. (Salakhpour et al., 2016). مقادیر این شاخص با در نظر گرفتن عمق مطلوب سطح ایستابی که در مزرعه مورد مطالعه این طرح 0/1 متر است، در فواصل مختلف از کلکتور محاسبه شد.
نتایج و بحث
پس از حفر و احداث چاهکهای مشاهدهای در مزرعه مورد تحقیق، در سه نوبت آبیاری، اقدام به قرائت سطح آب در چاهکهای مشاهدهای شد. مزرعه مورد مطالعه (بلوک E) با وسعت 6/9 هکتار دارای سه عدد لترال به طول 404 متر و به فواصل کارگذاری 70 متر میباشد. عمق کارگذاری در ابتدای لترال نسبت به سطح زمین 2/1 متر و با شیب کارگذاری 0007/0 بود. در جدول1 عمق کارگذاری لترال در فواصل یک چهارم طول لترال، دو چهارم طول لترال، سه چهارم طول لترال و 25 متری از خروجی لترال (کلکتور روباز) نشان داده شده است. در فواصل مذکور، دسته ردیف چاهکهای مشاهدهای احداث گردید و یک چاهک روی لترال و چاهکهایی به فواصل 3/0، 8/0، 5/1، 5/2 و 15 متری از لترالها و یک چاهک وسط دو لترال احداث شد (شکل 3). در مجموع در مزرعه مورد مطالعه، جهت هر سه لترال 37 چاهک مشاهدهای در هر دسته ردیف احداث گردید. بنابراین در 4 دسته ردیف، به تعداد 148 چاهک در مزرعه حفر گردید. در سه نوبت آبیاری پس از یک روز از زمان آبیاری، اقدام به قرائت سطح آب در چاهکها شد. این قرائتها به مدت 6 روز پس از آبیاری ادامه یافت.
جدول1- عمق کارگذاری زهکشهای زیرزمینی مزرعه مورد مطالعه در فواصل دسته ردیف چاهکها
مزرعه | عمق کارگذاری در ابتدای لترال نسبت به سطح زمین (متر) | عمق کارگذاری در یک چهارم طول لترال (متر) | عمق کارگذاری در دو چهارم طول لترال (متر) | عمق کارگذاری در سه چهارم طول لترال (متر) | عمق کارگذاری در 25 متری زهکش درجه 3 (متر) | عمق کارگذاری در زهکش درجه 3 (متر) |
E | 2/1 | 27/1 | 34/1 | 41/1 | 47/1 | 49/1 |
بررسی نوسانات سطح ایستابی در مزرعه مورد مطالعه در آبیاری اول تا سوم
پس از قرائت سطح آب در چاهکهای مشاهدهای، از آبیاری اول تا 6 روز پس از آن، در فواصل مختلف نسبت به لترالهای زیرزمینی، نتایج طبق اشکال (4) تا (15) ارائه گردید.
شکل 4- نوسانات سطح ایستابی در آبیاری اول – در فاصله یک چهارم طول لترال
شکل 5- نوسانات سطح ایستابی در آبیاری اول – در فاصله دو چهارم طول لترال
شکل 6- نوسانات سطح ایستابی در آبیاری اول – در فاصله سه چهارم طول لترال
شکل 7- نوسانات سطح ایستابی در آبیاری اول – در فاصله 25 متری از کلکتور روباز
شکل 8- نوسانات سطح ایستابی در آبیاری دوم – در فاصله یک چهارم طول لترال
شکل9- نوسانات سطح ایستابی در آبیاری دوم – در فاصله دو چهارم طول لترال
شکل 10- نوسانات سطح ایستابی در آبیاری دوم – در فاصله سه چهارم طول لترال
شکل 11- نوسانات سطح ایستابی در آبیاری دوم – در فاصله 25 متری از کلکتور روباز
شکل 12- نوسانات سطح ایستابی در آبیاری سوم – در فاصله یک چهارم طول لترال
شکل 13- نوسانات سطح ایستابی در آبیاری سوم – در فاصله دو چهارم طول لترال
شکل14- نوسانات سطح ایستابی در آبیاری سوم – در فاصله سه چهارم طول لترال
شکل 15- نوسانات سطح ایستابی در آبیاری سوم – در فاصله 25 متری از کلکتور روباز
حاصل نتایج اندازهگیری نوسانات سطح آب در چاهکهای مشاهدهای در مزرعه مورد مطالعه به شرح زیر خلاصه میشود:
در فاصله یک چهارم طول لترال، بطور متوسط سطح آب پس از 6 روز، از عمق 45 سانتیمتر نسبت به سطح زمین به پایینتر از 80 سانتیمتر رسید. در فاصله دو چهارم طول لترال، بطور متوسط سطح آب پس از 6 روز، از عمق 50 سانتیمتر نسبت به سطح زمین به پایینتر از 85 سانتیمتر رسید. در فاصله سه چهارم طول لترال، بطور متوسط سطح آب پس از 6 روز، از عمق 60 سانتیمتر نسبت به سطح زمین به پایینتر از 90 سانتیمتر رسید. در فاصله 25 متری از کلکتور روباز، بطور متوسط سطح آب پس از 6 روز، از عمق 65 سانتیمتر نسبت به سطح زمین به پایینتر از 100 سانتیمتر رسید.
بررسي عملكرد زهکش‌هاي زيرزميني دركنترل سطح ايستابي (شاخصRGWD)
متوسط فصلي يا سالانه عمق سطح ايستابي يا نوسانات سطح ايستابي در طول فصل، فاكتوري مهم جهت ارزيابي عملكرد سيستم زهکشی است. اين پارامتر در درجه اول تابعي از عمق مؤثر نفوذ ريشه گياه بوده و از طرف ديگر در انتخاب اين عمق بايستي تأثير آن بر روي ميزان تجمع املاح در نيمرخ خاك در ناحيه نفوذ ريشه گياه تحت تأثير فرآيندهايي نظير خيزش موئينه‌اي از سطح سفره آب زیرزمینی مورد توجه خاص قرار گيرد. با توجه به اينكه محصول اصلي مزرعه مورد مطالعه، گندم است، عمق كنترل سطح ايستابي 100 سانتي‌متر در نظر گرفته شده است. با ارزيابي متوسط نوسانات عمق سطح ايستابي در طول سه دوره آبیاری گیاه، به بررسي كارايي سيستم زهکشی در كنترل سطح ايستابي پرداخته شد. در اين خصوص با توجه به متوسط مقادير قرائت شده در چاهکهای مشاهدهای واقع در فواصل ردیفهای دسته چاهک از كلكتور، منحني‌هاي نوسانات عمق سطح ايستابي در فواصل مختلف از كلكتور و براي سه دوره آبياري رسم گرديد (اشکال 4 تا 15). با توجه به نمودارهای ترسیم شده در مزرعه مورد مطالعه، میتوان گفت پس از چند روز از آبیاری، عمق کنترل سطح ایستابی به حدود 100 سانتیمتر میرسد. همچنين جهت ارزيابي عملكرد زهكشها در كنترل سطح ايستابي از شاخص RGWD (عمق نسبي آب زيرزميني) استفاده شد (رابطه 1). جدول 2 بررسی شاخص RGWD در مزرعه مورد مطالعه را نشان میدهد.
جدول 2- بررسی شاخص RGWD در مزرعه مورد مطالعه
نام مزرعه | پارامتر | دور آبیاری | فاصله از زهکش تخلیه (کلکتور روباز) | |||
یک چهارم طول لترال | دو چهارم طول لترال | سه چهارم طول لترال | 25 متری از خروجی | |||
بلوک E | متوسط عمق سطح ایستابی در طول دوره (سانتیمتر) | اول | 98 | 103 | 111 | 113 |
دوم | 96 | 105 | 109 | 109 | ||
سوم | 88 | 91 | 94 | 98 | ||
مقدار شاخص RGWD در هر دور آبیاری | اول | 98/0 | 03/1 | 11/1 | 13/1 | |
دوم | 96/0 | 05/1 | 09/1 | 09/1 | ||
سوم | 88/0 | 91/0 | 94/0 | 98/0 | ||
مقدار شاخصRGWD متوسط مزرعه
| 93/0 | 99/0 | 04/1 | 07/1 | ||
عملکرد سیستم زهکشی زیرزمینی در کنترل سطح ایستابی | خوب | خوب | خوب | خوب | ||
آنچنانکه از نتايج جداول 2 و نمودارهای (4) تا (15) مشخص است، لترالهای مورد نظر در مزرعه، در كنترل سطح ايستابي به خوبي عمل نموده‌اند. همچنین عمق سطح ايستابي به سمت كلكتور يا محل تخليه لترال، بيشتر مي‌شود (عمق سطح ايستابي در چاهکهای واقع در فاصله 25 متری از خروجی، بيشتر از سه چهارم طول لترال و در فاصله دو چهارم طول لترال، بيشتر از یک چهارم طول لترال است) كه دليل اصلي اين امر نقش كلكتورها يا جمعكننده در كنترل سطح ايستابي است كه در طراحي‌ها اين نقش در نظر گرفته نمي‌شود. اما با در نظر گرفتن نقش جمعكنندهها در كنترل سطح ايستابي، مي‌توان عمق كنترل سطح ايستابي را در طراحي‌ها كمتر در نظر گرفت كه باعث افزايش فاصله زهکشها و به دنبال آن كاهش هزينه‌هاي اجرايي مي‌گردد. ملکی و سلاخپور پس از بررسی سه مزرعه در شبکه آبیاری و زهکشی حمیدیه خوزستان گزارش نمودند، مقدار شاخص RGWD در این مزارع بطور میانگین به ترتیب 94/0، 01/1 و 03/1 حاصل شد. با توجه به بررسی سطح ایستابی زهکشها و شاخص RGWD مشخص شد، لترالهای مورد نظر در هر سه مزرعه، در کنترل سطح ایستابی به خوبی عمل نموده‌اند. همچنین عمق سطح ایستابی به سمت کلکتور یا محل تخلیه لترال، بیشتر میشود که دلیل اصلی این امر نقش کلتکورها یا جمعکننده در کنترل سطح ایستابی است (Maleki & Salakhpour, 2016). عزیزی و حسناقلی به منظور ارزیابی سیستم زهکشی اجرا شده در شهرستان میانآب استان خوزستان گزارش نمودند شاخص عمق نسبی آب زیرزمینی (RGWD) برای تیمار لترالهای موازی با جهت آبیاری مقدار 24/1 و برای تیمار لترالهای عمود بر جهت آبیاری 18/1 محاسبه شد که نشانگر عملکرد متوسط لترال در هر دو حالت میباشد (Azizi & Hasanoghli, 2015). عسگری و همکاران شبکه زهکشی زیرزمینی واحد کشت و صنعت امیرکبیر (از واحدهای کشت و صنعت نیشکر خوزستان) را مورد ارزیابی قرار دادند. جهت بررسي عملكرد سيستم بر كنترل سطح ايستابي، از شاخص RGWD استفاده شد كه نتايج نوسانات سطح ايستابي و RGWD روند كاهش اين شاخص را با افزايش فاصله از جمعكننده (کلکتور) نشان مي دهد که دليل اصلي اين امر نقش جمعكنندهها در كنترل سطحي ايستابي است. همچنین آنها گزارش نمودند که در طرح بهبهان، با منظور نمودن اثرات زهكشهای جمعکننده (کلکتور) در تخليه آب زيرزميني، فواصل خطوط زهکش برحسب شرایط 10 تا 20 متر افزایش داده شدند (Askari et al., 2011). محرابیان و همکاران پس از بررسي عملكرد زهكشها و نوسانات سطح ايستابي در مزرعه آزمایشی دانشگاه شهید چمران اهواز به مساحت تقریبی 4 هکتار، گزارش نمودند مقدار شاخص RGWD در مزرعه 05/1 بود که نشان دهنده عملکرد مطلوب سیستم زهکشی است (Mehrabian et al., 2011). آذری طی پژوهشی گزارش نمود که يكي از دلايل عميق بودن سطح ايستابي نسبت به عمق طراحي زهکشها، منظور نكردن تخليه جمعكنندهها در مباني طرح و درنتيجه كاهش فواصل زهكشها مي‌باشد (Azari, 2008). حمزه و همکاران زهکشهای بخشی از اراضی کشت و صنعت امام خمینی (از واحدهای کشت و صنعت نیشکر خوزستان) که در آن فاصله زهکشها 70 متر و عمق زهکشها 1/2 متر میباشد را مورد ارزیابی قرار دادند و گزارش کردند با اجرای زهکشهای پلکانی مشکل مزرعه به طور کامل رفع شد و سطح آب زیرزمینی در مدت زمان مناسب به زیر عمق توسعه ریشه رسید. همچنین شدت افت سطح ایستابی در حالت واقعی با حرکت از انتهای مزرعه به سمت جمعکننده اصلی مزرعه (کلکتور) افزایش یافت (Hamzeh et al., 2013). ناصری و گزین طی پژوهشی با ارزیابی شبکه زهکشی زیرزمینی گزارش کردند زهکشهای زیرزمینی با عمق کمتر از 5/1 متر در کنترل سطح ایستابی و شوری بسیار موثر میباشند (Naseri & Gazin, 2015). ابراهیمیان و همکاران عملکرد سیستم زهکشی شرکت ران بهشهر را مورد ارزیابی قرار دادند و گزارش نمودند که تغييرات سطح ايستابي در فاصله بين دو زهكش كم مي‌باشد و در مجاورت زهكش، سطح ايستابي به صورت ناگهاني افت نمود كه نشان از گرفتگي پوشش اطراف لوله زهكش و يا بد بودن شرايط نصب لوله و پوشش آن دارد (Ebrahimian et al., 2009). سندز و کانلون طی پژوهشی گزارش کردند که عمق 2/1 متری، بهترین عمق زهکشهای زیرزمینی از نظر فنی، اقتصادی و زیست محیطی برای خاکهای با بافت سنگین میباشد (Sands & Canelon, 2013).
نتیجهگیری
با توجه به بررسی سطح ایستابی، زهکشها و شاخص RGWDمشخص شد، لترالهای مورد نظر در مزرعه مورد مطالعه، در كنترل سطح ايستابي به خوبي عمل نموده‌اند و در مجموع عملكرد زهكش‌هاي زيرزميني در يك فصل زراعي براي محصول گندم خوب ارزيابي مي‌شود. همچنین عمق سطح ايستابي به سمت كلكتور يا محل تخليه لترال، بيشتر مي‌شود كه دليل اصلي اين امر نقش كلكتورها در كنترل سطح ايستابي است:
REFERENCES
Askari. M. R., Liaghat. A. M. and Parsinejad. M. 2011. Effectiveness of Collector Drain on Drainage Coefficient (A Case Study: Amir-Kabir Agriculture and Industry Department, Khuzestan Province). Water and Soil. 4(25): 746-756. (In Farsi)
Azizi. A. and Hasanoghli. A. 2015. Investigating the quantity and quality of drainage from underground drains along and perpendicular to the direction of irrigation flow. The first national conference to study the dimensions of the implementation of the 550,000-hectare agricultural development plan. 17 November. Ahvaz. Iran. (In Farsi)
Doosti Pashakolaee. S., Shahnazari. A. and Jafari Talokolaee. M. 2017. Nitrate Losses in Drained Paddy Fields during Rice and Canola Growing Seasons. Journal of Water Research in Agriculture. 1(31): 59-73. (In Farsi)
Ebrahimian. H., Liaghat. E. M., Parsinejad. M. and Akram. M. 2009. Field evaluation of rice husk cover in underground drainage system, case study: Behshahr. 3rd Iranian National Conference on Construction Experiences of Irrigation and Drainage Networks papers. 21 October. Karaj. Iran. (In Farsi)
Hamzeh. S., Naseri. A. A. and Kashkuli. H. A. 2013. Variations of Water Table Profile and Outflow of Bi-level Drains in a Layered Soil. Water and Soil. 1(27): 1-13. (In Farsi)
Maleki. A. and Salakhpour. M. 2016. Evaluation of the performance of underground drains in controlling the water table level based on the RGWD index in agricultural lands of Hamidiyeh. The Second National Congress on Iran's Irrigation & Drainage. 23 August. Isfahan. Iran. (In Farsi)
Mehrabian. S., Naseri. A. A., Hooshmand. A. K. and Pajouhideh. S. K. 2011. Evaluation of the technical performance of the underground drains of the experimental farm of Shahid Chamran University of Ahvaz. 3rd Irrigation and Drainage Network Management National Conference. 20 March. Ahvaz. Iran. (In Farsi)
Naseri. A. and Gazin. A. 2015. Using new principles and methods in the design and implementation of underground drainage systems in the 550-thousand-hectare project. The first national conference to study the dimensions of the implementation of the 550,000-hectare agricultural development plan. 17 November. Ahvaz. Iran. (In Farsi)
Salakhpour. M., Maleki. A. and Mokhtaran. A. 2016. Evaluation of the performance of underground drains in controlling the water table level and salinity based on RGWD and SEI index in agricultural lands of Hamidiyeh. Journal of water Science Engineering. 6(13): 65-77. (In Farsi)
Sands. G. R. and Canelon. D. J. 2013. Developing optimum drainage design Guidelines for the red River basin. Department of Bioproducts and Biosystems Engineering. Final report. University of Minnesota.
Singh. M., Pabbi S., Bhattacharya. A. K. and Singh. A. K. 2007. Nitrite accumulation in coastal clay soil of India under inadequate subsurface drainage. Agricultural Water Management. 91(1-3): 78-85.
Zaheri abdevand. P. 2021. Evaluation of the underground drainage system performance in Agricultural Lands of Ramshir City in Khuzestan province. M. Sc. Thesis. Faculty of Agriculture. Islamic Azad University. Ahvaz Branch. Ahvaz. Iran. (In Farsi)
Evaluation of Water Level Fluctuations in The Irrigation and Drainage Network of Ramshir, Khuzestan Province
Parvaneh Zaheri abdehvand1and Davoud Khodadadi Dehkordi *2
1 MSc Student, Department of Water Engineering, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran
2 Assistant Professor, Department of Water Engineering, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran
* Corresponding Author’s Email: davood_kh70@yahoo.com
(Received: September. 25, 2024 – Accepted: January. 4, 2025)
ABSTRACT
In drainage plans, the performance evaluation of underground drains in controlling the water table level and soil salinity is very important. In this study, the performance of underground drainages and water table level fluctuations in the Ramshir region of Khuzestan province was investigated with the aim of controlling the water table level. For this purpose, a farm (Farm E) with 70-meter underground drain intervals was selected in the study area. Observation wells on three drainage pipes and at distances of 0.3, 0.8, 1.5, 2.5, and 15 meters from the lateral and in the middle between two drainage lines in four rows (a quarter of the lateral length, two-quarters of the lateral length, three-quarters of the lateral length and 25 meters from the drain outlet) were installed. After digging, constructing, and equipping the observation wells in three irrigation times, after passing one day of irrigation, the level of the water table in the wells was read. According to the investigation of the water table level of the drains and the RGWD index, it was found that the desired laterals in the studied farm have performed well in controlling the water table level.
Keywords: Drain outlet, Laterals distance, Observation well, Water table