شبیه‌سازی شاخص‌های عملکرد آبیاری جویچه‌ای با استفاده از مدل‌سازی فصلی در شرایط مختلف مدیریت آب در مزرعه

محورهای موضوعی : مدیریت آب در مزرعه با هدف بهبود شاخص های مدیریتی آبیاری

محبوبه قبادی ¹ , حامد ابراهیمیان ² , فریبرز عباسی ³

1 - دانش آموخته کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی؛ گروه مهندسی آبیاری و آبادانی؛ پردیس کشاورزی و منابع طبیعی؛ دانشگاه تهران؛ تهران؛ ایران
2 - استادیار گروه مهندسی آبیاری و آبادانی؛ پردیس کشاورزی و منابع طبیعی؛ دانشگاه تهران؛ تهران؛ ایران
3 - استاد پژوهش؛ مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی؛ سازمان تحقیقات؛ آموزش و ترویج کشاورزی؛ کرج؛ ایران

تاریخ دریافت : 1394/06/02 تاریخ پذیرش : 1394/10/06 تاریخ انتشار : 1394/11/30

کلید واژه: راندمان آبیاری, رطوبت خاک, رواناب, شبیه‌سازی, نفوذ عمقی, یکنواختی,

چکیده مقاله :

محدود بودن منابع آب کشور باعث شده‌است که افزایش راندمان آبیاری به‌عنوان یکی از راهکارهای اساسی در افزایش بهره‌وری آب در مزرعه مطرح گردد. هدف این پژوهش استفاده از یک مدل شبیه‌سازی فصلی آبیاری جویچه‌ ای به‌منظور تعیین شاخص ‌های عملکرد آبیاری برای حالت‌های مختلف کم‌آبیاری، دور آبیاری و دبی ورودی در دو مزرعه واقع در کرج (مزارع پردیس کشاورزی دانشگاه تهران و مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر) با هدف کاهش تلفات آب آبیاری و افزایش یکنواختی توزیع آب بود. نتایج نشان دادند مزرعه پردیس به‌دلیل بافت خاک سنگین ‌تر و طول جویچه کوتاه ‌تر تلفات رواناب بیشتری نسبت به مزرعه دیگر داشته و هرچه دبی و دور آبیاری کمتر شد مقدار راندمان کاربرد آبیاری افزایش یافت، به طوری که در دوره‌ای آبیاری بیشتر با کاهش دبی از 0/64 لیتر بر ثانیه به 0/22 لیتر بر ثانیه، مقدار راندمان حدود 40 درصد افزایش داشت، همچنین بیشترین مقدار راندمان در دور آبیاری 3 روز و دبی 0/22 لیتر بر ثانیه اتفاق افتاد. تلفات نفوذ عمقی در مزرعه مؤسسه تحقیقات بیشتر از مزرعه پردیس بود. همچنین در دبی ‌ها و دورهای آبیاری کمتر (مانند دور آبیاری 3 روز و دبی 0/3 لیتر بر ثانیه در مزرعه موسسه تحقیقات و دور آبیاری 3 روز و دبی 0/22 لیتر بر ثانیه در مزرعه پردیس)، تفاوت بین مقادیر حداقل و حداکثر رطوبت خاک در هر دو مزرعه کمتر بود. مدل شبیه‌سازی فصلی توانایی خوبی در ارزیابی عملکرد آبیاری جویچه‌ای در شرایط مختلف مدیریت آب در مزرعه داشت.

چکیده انگلیسی:

Increasing irrigation efficiency has been become one of the main solutions to be considered on-farm increasing water productivity due to limited water resources. The objective of this study was to apply a seasonal simulation model to determine irrigation performance indicators for different scenarios such as deficit irrigation, inflow rate and frequency of irrigation, under two different fields in Karaj (College of Agriculture and Natural Resources and Seed and Plant Improvement Institute farms) in order to decrease irrigation losses and improve irrigation water uniformity. The results showed that the College farm had more runoff losses due to heavier soil texture and shorter furrows compared with to the Institute farm. Irrigation efficiency increased when reducing inflow rate and frequency of irrigation, irrigation efficiency increased about 40% in the higher irrigation frequency by reducing inflow rate from 0.64 to 0.22 L/s. In addition, the highest efficiency happened in three-day irrigation frequency with 0.22 L/s inflow rate. However, the Institute farm had larger deep percolation losses than the college farm. Moreover, the results of simulated soil moisture during the growing season showed that the difference between the minimum and maximum soil moisture was less under lower values of inflow rate and irrigation frequency (such as three-day irrigation frequency and 0.3 L/s inflow rate in the Institute farm and three-day irrigation frequency and 0.22 L/s in the College farm). The seasonal simulation model had good capability to evaluate furrow irrigation performance under different on-farm water managements.

منابع و مأخذ:

ابراهیمیان، ح. 1390. شبیه‌سازی و بهینه‌سازی کود آبیاری در آبیاری جویچه­ای یک در میان به منظور کاهش آلودگی نیترات. رساله دکتری آبیاری و زهکشی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشگاه تهران.

احسانی، م . و خالدی، ه.، 1382 . بهره وری آب کشاورزی . کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران . شمارۀ 82. 115 صفحه.

زبردست، س.، ریاحی فارسانی، ح. و طباطبائی، س. ح. 1393. ارزیابی دقت روش‌های حل مدل بیلان حجمی در تخمین پیشروی آب در آبیاری جویچه‌ای. نشریه حفاظت منابع آب و خاک، 4 (1): 1-12.

رضایی، م. ر، اسدی . ا، امیری. م، کاتوزی . 1386. مطالعه بهترین شیوه مدیریت آبیاری و ارقام برنج مناسب شرایط خشکسالی در شبکه آبیاری گیلان. اولین همایش سازگاری با کم آبی . تهران.

سهراب، ف. ف، عباسی. 1384.  ارزیابی بازده آب آبیاری طی چند دهۀ گذشته در سطح کشور. کارگاه فنی آبیاری سطحی مکانیزه. کرج. 13 آذر. ص 57-70.

طایفه رضایی، ح .، معیری، م . و ریاحی، ح .، 1382 . ارزیابی بازدهی روشهای آبیاری سطحی و نحوه کار آنها در سطح کشور. گزارش پژوهش نهایی مؤسسۀ تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، شمارۀ، 1002/82، کرج، 70 صفحه.

علیزاده، ح. 1388. بررسی اثر کودآبیاری جویچه ای بر عملکرد و اجزای عملکرد ذرت دانه ای. پایان نامه کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی. گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشگاه تهران.

قبادی، م. 1394. ارائه مدل فصلی آبیاری جویچه ای به منظور ارتقای کارآیی مصرف آب. پایان نامه کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشگاه تهران.

کانونی، ا.، 1386. ارزیابی راندمان آبیاری جویچه ای دشت مغان. مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی. جلد8. شماره 2. ص 32-17.

میرابوالقاسمی، ه .، 1373 . ارزیابی بازده آبیاری در تعدادی از شبکه های سنتی ایران . مجموعه مقالات هفتمین همایش کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران، 31 مردادماه لغایت 2 شهریور 1373 ، تهران، صفحات 1-16.

نوابیان، م و م مسلمی کوچصفهانی. 1391. بهینه یابی طول جویچه و دبی جریان در آبیاری جویچه­ای. مجله پژوهش آب ایران، 6 (11): 72-34.

Abbasi, F., Shooshtari, M. M., and Feyen, J. 2003. Evaluation of various surface irrigation numerical simulation models. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 129(3): 208-213.

Bautista, E., Clemmens, A.J., Strelkoff, T.S. and Schlegel, J. 2009a. Modern analysis of surface irrigation systems with WinSRFR. Agricultural Water Management, 96:1146-1154.

Bautista, E., Clemmens, A.J., Strelkoff, T.S. and Niblack, M. 2009b. Analysis of surface irrigation systems with WinSRFR-Example application. Agricultural Water Management, 96:1162-1169.

Ebrahimian, H., and Liaghat, A. 2011. Field evaluation of various mathematical models for furrow and border irrigation systems. Soil and Water Research, 6(2):91-101.

Hornbuckle, J.W, Christenl, E.W and Faulkner, R.D. 1998. Improving the Efficiency and Performance of Furrow Irrigation Using Simulation Modeling in South-Eastern Australia. CSIRO Land and Water, PMB No. 3,Griffith, New South Wales, Australia, 2680 pp.

Playán, E., and Mateos, L. 2004. Modernization and optimization of irrigation systems to increase water productivity. "New directions for a diverse planet". Proceedings of the 4th International Crop Science Congress, 26 Sep. – 1 Oct., 2004, Brisbane, Australia.

Soil Conservation Service (SCS). 1983. United States Department of Agriculture (USDA), National Engineering Handbook, 86 pp.

Walker, W. R. 2003. SIRMOD III: Surface Irrigation Simulation, Evaluation and Design. Guide and Technical Documentation. Department of Biological and Irrigation Engineering. Utah State University, Logan, UT, USA.