بررسی آسیب‌پذیری طراحی سیستم‌های آبیاری تحت‌فشار در شرایط تغییر اقلیم (مطالعه موردی سیستم‌های تحت فشار اجرا شده در شهرستان سنقر)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

2 دانشجوی دکتری گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی دانشگاه بوعلی سینا

3 استاد گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا

چکیده

 هدف اصلی این پژوهش بررسی آسیب­پذیری عملکرد سیستم­های آبیاری تحت­فشار اجرا شده در شهرستان سنقر در شرایط تغییر اقلیم در دوره 2030- 2011 بـر اساس سناریوهای مختلف (A1B،  A2 وB1 ) در مقایسه با دوره پایه با استفاده از مدل ریز مقیاس LARS-WG می­باشد. در این مطالعه تبخیر و تعرق مرجع و نیاز آبیاری تحت سناریوهای تغییر اقلیم برای الگوی کشت حاضر محاسبه و عملکرد سیستم­های آبیاری (به طور عمده) شاخص­های تعریف شده (شاخص­هایی مانند کفایت توزیع فشار و دبی) مورد ارزیابی قرار گرفت. براساس نتایج بدست آمده تبخیر و تعرق گیاهی مطـابق هـر سـه سـناریویA1B ، A2 و B1 به ترتیب 53/9، 6/9 و 54/9 درصد افزایش خواهد یافت. متوسط دبی سیستم­های مورد مطالعه از 6/8 لیتر بر ثانیه در شرایط فعلی به 74/9 لیتر بر ثانیه در دوره آینده تغییر خواهد یافت. متوسط مقادیر سرعت سرعت آب، 6/19، 6/20 و 6/19 درصد به ترتیب در سه سـناریویA1B ، A2 و B1  افزایش پیدا کرد. در سیستم­های مورد مطالعه مقادیر متوسط افت فشار در هر صد متر، در دوره پایه و سه سناریو مذکور به­طور متوسط به­ترتیب 1، 19/1، 21/1 و 19/1 متر بود که احتیاج به تغییر آب­پاش و یا تنظیم فشار در ابتدا خط نداشت. نتایج بررسی­های شاخص پایداری مساحت آبیاری، شاخص کفایت دبی و فشار نشان داد که مقادیر این شاخص در آینده در تمامی مزارع مورد مطالعه کم­تر از 100 خواهد شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of Design Vulnerability of Pressurized Irrigation Systems Under Climate Change Conditions (Case Study of Pressurized Systems implemented in Sonqor)

نویسندگان [English]

  • Samira Akhavan 1
  • alireza Baqerkhani 2
  • hamid zareabyaneh 3
1 Assistant Professor, Department of Water Engineering, College of Agriculture, Bu-Ali Sina University., Hamedan., Iran
2 Ph.D. Student of Irrigation and Drainage, College of Agriculture, Bu-Ali Sina University
3 Professor, Department of Water Engineering, College of Agriculture, Bu-Ali Sina University, Hamedan
چکیده [English]

The main objective of this study was to investigate the vulnerability of pressurized irrigation systems performed in the Sonqor region in terms of climate change during the period 2011-2030 based on different scenarios (A1B, A2 and B1) compared to the base period using the LARS-WG sub-scale  model. In this study, the reference evapotranspiration and irrigation requirement under climate change scenarios for the present cropping pattern were calculated and then the performance of irrigation systems and defined indices (such as pressure and flow distribution adequacy) were evaluated for further investigation. Based on the results obtained, crop evapotranspiration in all three scenarios A1B, A2 and B1 will increase by 9.53, 9.6 and 9.54%, respectively. The average flow amount of the studied systems will change from 6.8 lit s-1 to 9.74 lit s-1 in the future period. Average values of water velocity, are considered to increase 19.6, 20.6 and 19.6 percent in three scenarios A1B, A2 and B1, respectively. In the studied systems, the average values of pressure drop per 100 meters were 1, 19.1, 21.1, and 19.1 meters in the base period and three scenarios (A1B, A2 and B2), respectively, so there is no need to change the sprinkler or pressure adjustment at the beginning of the line. The results of irrigation area stability index, pressure and flow adequacy index showed that the values of this index would be less than 100% in the future in all fields studied.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Climate Change Scenarios
  • Irrigation system
  • Hydro module

اخوان،س.، قبائی سوق،م و  مساعدی،ا. 1394. بررسی اثر تغییر اقلیم بر مقدار نیاز خالص آبیاری محصولات عمده دشت همدان - بهار با استفاده از نتایج مدل ریزمقیاس LARS-WG5. نشریه پژوهش­های حفاظت آب و خاک. 22. 4: 46-25

اشرف،ب.، موسوی بایگی،م.، کمالی،غ.، داوری،ک. 1391. ارزیابی تغییر مصرف آب گندم و چغندرقند با توجه به اثرات تغییر اقلیم در دو دهه آتی در دشت­های منتخب استان خراسان رضوی، نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 6: 117-105

بادزهر،ع.ع. 1379. آماده­سازی مدل کامپیوتری برای ارزیابی عملکرد شبکه آبیاری با استفاده از روش ترکیبی کلاسیک و سریع در شبکه آبیاری قزوین، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس تهران.

بی­نام، 1392. سال­نامه آماری استان کرمانشاه . انتشارات استانداری استان کرمانشاه.

بی­نام، 1394. آمارنامه سازمان جهاد کشاورزی استان کرمانشاه، سازمان جهاد کشاورزی استان کرمانشاه.

دهقان،ز.م.، کوچک­زاده،و.، علیخاصی،م. 1393. آسیب­پذیری شبکه­های آبیاری تحت شرایط تغییر اقلیم با بهینه نمودن سطح زیر کشت در شرایط محدودیت منابع آبی و ارایه راهکار­های تطبیق. نشریه پژوهش­های حفاظت آب و خاک 21. 1: 43-23

علیزاده،ا.، سیاری،ن.، حسامی کرمانی،م.ر.، بنایان اول،م.، فرید حسینی،ع. 1389، بررسی پتانسییل اثرات تغییر اقلیمی بر منابع و مصارف آب کشاورزی (مطالعه موردی: حوضه آبریز رودخانه کشف­رود). نشریه آب و خاک. 24. 4: 835-815

مهدوی،پ، منعم،م.ج. ۱۳۸۸. توسعه مدل ارزیابی عملکرد سامانه های انتقال و توزیع آبیاری تحت فشار با استفاده از روش کلاسیک، دوازدهمین همایش کمیته ملی آبیاری و زهکشی، تهران.

Allen,R.G., Pereira,L.S., Raes,D., Smith,M. 1998. Crop evapotranspiration. Guidelines for computing crop water requirements. FAO Irrigation and Drainage, Paper no. 56. FAO, Rome.

Allen,C.D., Macalady,A.K., Chenchouni,H., Bachelet,D., McDowell,N., Vennetier,M., Kizberger,T., Rigling,A., Breshears,D.D., Hogg,E.H., Gonzalez,P., Fensham,R., Zhang,Z., Castro,J., Demidova,N., Lim,J.H., Allard,G., Running,S.W., Semerci,A.,  Cobb,N. 2010. A global overview of drought and heat-induced tree mortality reveals emerging climate change risks for forests. Forest Ecology and Management. 259: 4. 660-684.

Ashofteh,P.S., Massah Bavani,A.R. 2010. Effects of climate change on peak streamflow: A case study, Aidoghmosh basin, East Azarbaijan. Science Technology of Agriculture Natural Resource 53: 1-15.

Calejo,M.J., Lamaddalena,N., Teixeira,J.L and Pereira,L.S.  2008. Performance analysis of pressurized irrigation systems operating on-demand using flow-driven simulation models. Agricultural Water Management, 95: 2. 154-162.

Fouial,A., Khadra,P., Daccache,A., Lamaddalena,N. 2016. Modelling the impact of climate change on pressurised irrigation distribution systems: Use of a new tool for adaptation strategy implementation. Biosystems engineering. 150:182-190.

Gorantiwar,S.D., Smout,L.K. 2005. Performance assessment of irrigation water management of heterogeneous irritation schemes: A framework for evaluation. Irrigation and Drainage Systems. 19-36.

IPCC. 2007. Synthesis Report 2007: AR4, Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdomand New York, USA

Hassanli, A.M., Ebrahimrzadeh, M.A. and Beecham, S. 2009. The effects of irrigation methods with effluent and irrigation scheduling on water use efficiency and corn yields in an arid region. Agricultural Water Management. 96: 93-99

Karamouz,M., Hosseinpour,A and Nazif,S. 2011. Improvement of Urban Drainage System Performance under Climate Change Impact: Case Study. Hydrolic Engineering 16: 5. 395-412.

Landeras,G., Ortiz-Barredo,A and Lopez,J.J. 2008. Comparison of artificial neural network models and empirical and semi-empirical equations for daily reference evapotranspiration estimation in the Basque Country (Northern Spain). Agricultural water management. 95: 553-565.

Perez Urrestarazu,L., Smout,I.K., Rodriguez Diaz,J.A., Carrillo Cobo,M.T. 2010. Irrigation Distribution Networks Vulnerability to Climate Change. Journal of Irrigation. Drainage. Engineering. 136: 7. 486-493.

Racsko, P., Szeidl, L., and Semenov, M. 1991. A serial approach to local stochastic weather models. Ecological Modeling. 57: 27-41.

Semenov,M.A and Barrow,E.M. 1997. Use of a stochastic weather generator in the development of climate change scenarios. Climate Change. 35: 397-414

Valenzuela, J.C.  2009. Agro-environmental evaluation of irrigation land: I. Water use in Bardenas irrigation district (Spain). Agricultural Water Management. 96: 179-187