آنالیز عملکرد آبیاری و بیلان آب در سطح شبکه آبیاری (مطالعه موردی‌: شبکه‌ حمودی خوزستان)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری گروه مهندسی آبیاری و آبادانی دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 استاد گروه مهندسی آبیاری و آبادانی دانشگاه تهران، تهران، ایران

3 استاد موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، کرج، ایران

چکیده

تشخیص مدیریت آب در سطح شبکه آبیاری برای مدرن­سازی طرح­های آبیاری و افزایش متعاقب در راندمان تخصیص و کاربرد آب ضروری است. هدف این تحقیق ارزیابی عملکرد کلی شبکه­ حمودی در سطح  3079 هکتار می­باشد. ورودی­های آب (آبیاری، بارش، آزادسازی­های کانال) و خروجی­ها (تبخیر تعرق واقعی محصول، زهکشی سطحی خروجی و نشت از کانال انتقال) در طی سال­های هیدرولوژیکی 1385 تا 1388 اندازه­گیری یا برآورد شدند. متوسط سالانه خروجی­های آب در شبکه­ حمودی 16% بیش­تر از ورودی­های آب بودند، که احتمالاً ناشی از نشت کانال و جریان­های زیرزمینی جانبی از اراضی مجاور شبکه است. عملکرد آبیاری در سطح منطقه ضعیف بود (میانگین ضریب استفاده مصرفی88-1385 برابر 44% بود)، که این مسئله بیش­تر به خاطر راندمان­های پایین توزیع (DE) (68%)  و مزرعه (ICUCf)(53%) برای فصل­های آبیاری 88-1385 است. بنابراین، علی­رغم حجم زیاد آب آبیاری، ET واقعی منطقه 19% کم­تر از حداکثر مقدار  قابل دسترس بود، نشان­دهنده این است که گیاهان تحت تنش بوده و کم­تر ازحداکثر عملکرد،محصول می­دهند. ارزیابی با روش نئوکلاسیک بیانگر آن بود که راندمان خالص (77%) و مؤثر (65%) بیش­تر از راندمان کلاسیک (53%) در سامانه­های سطحی بود. نتایج به­دست آمده در این تحقیق نشان داد که راندمان مؤثر بیان بهتری در مورد مناسب بودن مدیریت آبیاری در مقیاس مزرعه و نحوه انجام آبیاری دارد، در حالی که راندمان خالص تنها مفهوم استفاده مجدد از تلفات مفید را در مقیاس مکانی بزرگ­تر از مزرعه لحاظ می­کند. کاهش­های پتانسیل در تخصیص آب برای سه مقدار ICUC (65، 75 و 85%) و دو سناریوی مدرن­سازی (I وII) آنالیز شد. در سناریوی I، که هدف رسیدن به ET و عملکرد محصول حداکثر بود، تخصیص آب می­توانست از صفر تا 23% تخصیص موجود کاهش یابد. در سناریوی II که هدف رسیدن به حفاظت حداکثر آب تحت ET حقیقی و عملکرد محصول بود، کاهش­ها در تخصیص آب می­توانست بیش­تر باشد (از 31 تا 47% تخصیص  موجود). بنابراین، حجم­های معنی­داری از آب می­تواند در اصلاح این منطقه با افزایش راندمان توزیع و به­ویژه راندمان آبیاری مزرعه نگهداری شود. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Water Balance and Irrigation Performance Analysis at the Irrigation District level (Case study: Hamody irrigation system of khozestan)

نویسندگان [English]

  • Mohammad Javad Nahvinia 1
  • Abdolmajid Liaghat 2
  • Fariborz Abbasi 3
1 P.hD. Student, Department of Irrigation and Reclamation Engineering, University of Tehran., Tehran., Iran
2 Professor of Department of Irrigation and Reclamation Engineering, University of Tehran., Tehran., Iran
3 Professorof Department of Agricultural Engineeringand technical Researches., Karaj., Iran
چکیده [English]

Diagnosis of water management at the irrigation district level is required for therational modernization of the irrigation schemes and the subsequent increase in the efficiency of water allocation and application. The objective of this study is to evaluate globally in 3079 ha of land under modern irrigation system Hamody.The main district’s water inputs (irrigation, precipitation and canal releases) and outputs (actual evapotranspiration of crops, outflow surface drainage and canal seepage) were measured or estimated during the 1385 to 1388 hydrological years. The annual average water outputs were 16% higher than the corresponding water inputs, presumably due to canal seepage and lateral groundwater inflows from neighbor dry-land watershed. The district-level irrigation performance was poor (mean 1385-88 seasonal irrigation consumptive use coefficient-ICUC were equal 44%), due to the low distribution (68%) and on-farm (53%) efficiencies for the 1385-88 irrigation seasons. Thus, despite the high volume of applied irrigation water, the actual district ET was 19% lower than the maximum achievable ET, indicating that the water-stressed crops yielded below their maximums. The evaluation by using neoclassical approach indicated that the values of net (0.77) and effective efficiency (0.65) were more than classical efficiency (0.53), in surface irrigation systems. The results obtained in this study showed that effective efficiency has suitable expression about irrigation management and method at farm scale, whereas net efficiency only considers concept of reuse of beneficial losses on spatial scale larger than the field. Potential reductions in water allocation were analyzed for three ICUC values (65, 75 and 85%) and two scenarios of modernization (I and II). In scenario I, where the aim was to achieve maximum ET and crop yields, water allocation could be reduced from 0 to 23% of the current allocation. In scenario II, where the aim was to achieve the maximum conservation of water under the actual ET and crop yields, reductions in water allocation would be much higher (from 31 to 47% of current allocation). Thus, significant volumes of water could be conserved in the rehabilitation of this district by increasing the distribution efficiency and, in particular, the on-farm irrigation efficiency.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Systemirrigation
  • Irrigation efficiency
  • Irrigation consumptive use coefficient
  • Water conservation

صانعی دهکردی،خ و کرمی،ح. 1389. بررسی و مقایسه EC اراضی تحت کشت و بایر و ارائه راهکار اصلاح این فاکتور در راستای کشاورزی پایدار (مطالعه موردی: شبکه حمودی خوزستان). سومین همایش ملی مدیریت شبکه­های آبیاری و زهکشی، دانشگاه شهید چمران اهواز.

مدیریت منابع آب ایران. 1387. مطالعات بهنگام سازی طرح جامع آب کشور در حوزه­های آبریز: مرزی غرب، کرخه، کارون بزرگ، جراحی و زهره. شرکت بهان سد. 117 صفحه.

Allen,R.G., Pereira,L.S., Raes,D and Smith,M. 1998. Crop evapotranspiration- Guidelinefor computing crop water requirements, FAO Irrigation and Drainage paper 56: 300.

Allen,RG.,Clemmens,AJ and Willardson,LS. 2005. Agro-Hydrology and Irrigation Efficiency, ICID Working Group on Sustainable Crops and Water Use.

Akbari,M., Toomanian,N., Droogers,P., Bastiaanssen,Wand Gieske,A. 2007. Monitoring irrigation performance in Esfahan,Iran using NOAA satellite imagery. Agriculturalwater Management. 88.(1-3):99-109.

Ayers,R.S and Westcot,D.W. 1985. Water Quality for Agriculture. FAO Irrigation and Drainage Paper No. 29.

Caissie,D., Pollock,T.L andCunjack,R.A. 1996. Variation in stream water chemistry andhydrograph separation in a small drainage basin, Journal of Hydrology. 178: 137-157.

Cuenca,R.H.  1989. Irrigation system design. An engineering approach. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, p. 552.

Doorenbos,J and Pruitt,W.O. 1977. Guidelines for predicting crop water requirements. FAO Irrigation and Drainage paper 24. FAO, Rome, p.144.

Haie,N and Keller,AA. 2011. Macro, Meso and Micro Efficiencies in Water Resources Management: a New Framework Using Water Balance. American Water Resources. Association. 44: 961–968.

Huffaker,R. 2008.  Conservation potential of agricultural water conservation subsidies. Water Resources Research. 44.

Isidoro,D.1999. Impacto del regadíosobre la calidad de lasaguas super ficialesdel Barran code La Violada (Huesca): salinidad y nitratos. PhD Thesis Lleida University. Lleida,Spain, p. 267.

Isidoro,D., Quílez,D and Aragüés,R. 2004. Water balance and irrigation performance analysis at the irrigation district level, Journal of Agriculture. Water Management. 64 .2: 123-142.

Jensen,ME. 2007. Beyond irrigation efficiency, Irrigation Science, 25: 233–245.

Keller,A.A and Kelle,J. 1995. Effective Efficiency: a water use efficiency concept for allocating freshwater resources. Discussion Paper 22, Center for Economic Policy Studies, Winrock International, January.

Keller,A., Keller,J and Seckler,D. 1996. Integrated water resource systems: theory and policy implications. Research Report 3, International Water Management Institute. Colombo, Sri Lanka.

Mateos,L. 2008. Identifying a new paradigm for assessing irrigation system performance. Irrigation Science. 27: 25–34.

Matsubayashi,V., Velasquez,G.T and Takagi,F. 1993. Hydrograph separation and flowanalysis by specific electrical conductivity. Journal of Hydrology. 152: 179-199.

Martínez-Cob,A., Faci,J.M. andBercero,A. 1998. Evapotranspiración y necesidades de riegode los principalescultivos en lascomarcas de Aragón. Institución Fernando el Católico (CSIC), Zaragoza, p. 223.

Molden,D., Oweis,T., Steduto,P., Bindraban,P., Hanjra,MA and Kijne,J. 2010. Improving agricultural water productivity: between optimism and caution. Agriculture Water Management. 97: 528–534.

Pinder,G.F and Jones,J.F. 1969. Determination of the ground-water component of peakdischarge from the chemistry of total runoff, Water Resource. Research. 5 .2: 438-445.

Perry,C. 2007. Efficient irrigation; inefficient communication; flawed recommendations, Irrigation and Drainage, 56.4: 367–378.

Perry,J. 1999. The IWMI water resources paradigm: definitions and implications. Agriculture Water Management. 40: 45–50.

Seckler,D. 1996. The new era of water resources management: from “dry” to “wet” water savings. Research Report 1, International Water Management Institute. Colombo. Sri Lanka.

Toomanian,A., Gieske,A and Akbari,M. 2004. Irrigated area determination by NDVI-Landsat upscaling techniques, Zayandeh River Basin, Esfahan, International Journal Remote Sensing. 15.22: 4945–4960.

Ward,FA and Pulido-Velázquez,M. 2008. Water conservation in irrigation can increase water use. Proceedings of the National Academy of Science. 105: 18215–18220.