مدیریت زهاب شور شبکه آبیاری با استفاده از تکنیک تحلیل پویایی سیستم (مطالعه موردی مزارع کشت و صنعت نیشکر واحد امیرکبیر)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه علوم و مهندسی‌آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا همدان، همدان، ایران

2 استاد گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

کمیت و کیفیت زهاب تولید شده در اراضی شور که نیاز به آبشویی اولیه دارند، از شروع بهره‌برداری از شبکه‌ آبیاری و زهکشی تا قبل از رسیدن به شرایط تعادل، پیوسته در حال تغییر می‌باشد. زمان رسیدن به حالت تعادل در مناطقی با آب زیرزمینی کم عمق و شور ممکن است چندین سال به­طول بیانجامد. در چنین شرایطی، آگاهی از کمیت و کیفیت زهاب تولید شده به­منظور مدیریت و کنترل آن امری ضروری می­باشد. بنابراین در این تحقیق ابتدا عملکرد یک سیستم زهکشی در شرایط غیرماندگار به کمک روش تحلیل پویایی سیستم به­طور کامل مدل‌سازی و پس از اعتباریابی نتایج مدل با داده‌های صحرایی، راهکارهای مدیریتی که می‌توان روی اینگونه زهاب­ها اعمال نمود، مدل‌سازی شد. با اجرای مدل فوق برای مزارع کشت و صنعت نیشکر واحد امیرکبیر، به­منظور مدیریت زهاب شور این اراضی، ترکیبی از راه حل­های موجود به­صورت همزمان به­کار گرفته شد و سهم زهاب شور اختصاص داده شده به هر یک از روش­ها تعیین شد. نتایج نشان داد پس از 8 سال از شروع بهره برداری، شوری زهاب شبکه به حالت تعادل می­رسد و شوری زهاب خروجی از حدود 35 دسی زیمنس بر متر در سال اول به 5/4 دسی زیمنس بر متر می­رسد. هم­چنین پس از گذشت 6 سال از آبیاری کل اراضی نیشکر، می­توان به کشت گیاه شور پسند با زهاب شور و بدون تلفیق با آب آبیاری پرداخت. میزان تخلیه زهاب شور به رودخانه نیز از 7/82 درصد در سال اول به 7/27 درصد در سال دهم کاهش یافت. در نهایت دستورالعملی برای مدیریت زهاب شور اراضی واحد فوق ارائه شد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Management of Agricultural Saline Drainage Using System Dynamics Approach (Case study: Agro-industrial farms of sugarcane Amirkabir unit)

نویسندگان [English]

  • Hamed Nozari 1
  • Abdol Majid Liaghat 2
1 Assistant Professor, Water Engineering Department, Faculty of Agriculture, Bu-Alisina University., Hamedan., Iran
2 Professor, Department of Irrigation and Reclamation Engineering, Faculty of Agriculture, University of Tehran., Tehran., Iran
چکیده [English]

The quantity and quality of produced drainage on saline land that needs initial leaching; from starting Irrigation and drainage network up to before reaching balance conditions is constantly changing. The time to reach balance conditions in areas with shallow saline groundwater may take several years. In such cases, knowledge of the quantity and quality of produced drainage in order to manage and control is necessary. Therefore, in this study the performance of a drainage system in non-steady conditions using system dynamics approach is completely modeling and after validity of the model results with field data and verification of the quantity and quality of drainage, management actions that can be applied on such drainage, were modeled. With run of the above model for agro-industrial farms of sugarcane Amirkabir unit, in order to management of Saline drainage these lands, combination of existing solutions such as mixed with irrigation water, using in downstream and cultivation of salt tolerant plants as used simultaneously and Saline drainage rate allocated to each of these methods was determined. The results showed that Salinity of drain water reaches balance condition for first eight years of operation. And the salinity is reduced from 35 to 4.5 dS/m. However, halophytes can be planted and irrigated directly by saline drainage water, after 6 years. Drainage discharge to the river is reduced from 82.7 to 27.7 percent, during the ten years simulated. Finally the recipe for managing saline drainage of above unit lands was presented. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • System dynamics approach
  • Drainage
  • quantity
  • Quality
  • Drainage system
شکیبا،م.، لیاقت،ع و ف. میرزایی. 1389. ﺑﺮرﺳﻲ اﺛﺮ ﺳﻄﺢ اﻳﺴﺘﺎﺑﻲ ﺑﺮ روی ﻋﻤﻖ اﺧﺘﻼط زﻳﺮ زﻫﻜﺶ، سومین همایش ملی مدیریت شبکه های آبیاری و زهکشی، دانشگاه شهید چمران اهواز، دانشکده مهندسی علوم آب، 10 الی 12 اسفند.
 نوذری،ح.، لیاقت،ع.، خیاط خلقی،م و صدیقی،ع .1388. شبیه­سازی سیستم­های زهکش زیرزمینی در شرایط غیرماندگار، با استفاده از تکنیک تحلیل پویایی سیستم، مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی، جلد 10 ، شماره 2، ص 86-71.
نوذری،ح.، لیاقت،ع و خیاط خلقی،م.  1388. شبیه­سازی حرکت آب و نمک‌ها در سامانه زهکشی زیرزمینی با استفاده از روش تحلیل پویایی سیستم، مجله آبیاری و زهکشی، جلد 3، شماره 2، ص 43-28.
Johnston,W.R., Tanji,K and Burns,R. 1997. Drainage water disposal. In FAO. Management of agricultural drainage water quality, by C.A madramootoo, W.R. Johnson and L.S. Willardson, eds. FAO water reports No.13. Rome.
Jury,W.A., Tuli,A and Letey,J. 2003. Effect of travel time on management of a sequential Reuse Drainage Operation. Soil Science Socity American Journal, 67:1122-1126.
Maurizio,B., Moraria,F., Bonaitia,G., Paaschb.M., and Skaggs,R. 2000. Analysis of DRAINMOD performances with different detail of soil input data in the Veneto region of Italy. Agricultural Water Management 42:259-272.
Nozari,H and Liaghat,A.M. 2014. Simulation of Drainage Water Quantity and Quality Using System Dynamics. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, Volume 140, Number 11, DOI: 10.1061/(ASCE)IR. 1943-4774.0000748.
Rhoades,J.D and Halvorson,A.D. 1977. Electrical conductivity methods for detecting and delineating saline seeps and measuring salinity in Northern Great Plains soils. ARS W-42. USDA-ARS Western Region, Berkeley, CA.
Rhoades,J.D., Manteghi,N.A., Shouse,P.J and Alves, W.J. 1989. Soil electrical conductivity and soil salinity: New formulations and calibrations. Soil Science Socity American Journal 53:433–43.
Saysel,A.K., Barlas,Y  and Yenigun,O.  2002. Environmental sustainability in an agricultural development project: a system dynamics approach. Journal of Environmental Management .64: 1-14.
Singh,R., Helmers,M.J and Zhiming,Qi. 2006. Calibration and validation of DRAINMOD to design subsurface drainage systems for Iowa’s tile landscapes. Agricultural water management 85:221–232.
Tekin,Z. 2002. Hydraulic Conductivity Evaluation for a Drainage Simulation Model (DRAINMOD). Turkish Journal of Agriculture and Foresty 26:37-45.