بررسی کارایی و عملکرد سامانه آبیاری بارانی کلاسیک ثابت در مزارع (مطالعه موردی: استان‌های اصفهان و فارس)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار ، موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی‌، کرج، ایران

2 استادیار موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی کرج، ایران

3 مربی پژوهش، بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی اصفهان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اصفهان، ایران،

4 بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز، ایران

چکیده

این مطالعه به منظور ارزیابی عملکرد سیستم آبیاری بارانی کلاسیک ثابت در مزارع و شناسایی چالش‌های بهره‌برداری در آنها انجام شد. ارزیابی شامل اندازه‌گیری ضریب یکنواختی کریستیانسن (CU)، یکنواختی توزیع آب (DU)، راندمان پتانسیل کاربرد در ربع پایین (PELQ)، راندمان واقعی کاربرد در ربع پایین (AELQ) بود. متوسط تلفات تبخیر و باد‌بردگی در سامانه‌های منتخب در استان‌های اصفهان و فارس به ترتیب برابر 19 و 16 درصد بود. میانگین مقادیر DU و CU سامانه‌های مورد ارزیابی در استان اصفهان به ترتیب 55 و 63 درصد و در استان فارس نیز به ترتیب برابر با 64 و 76 درصد بود. میانگین مقادیر PELQ و AELQ در استان اصفهان به ترتیب برابر با 45 و 38 درصد و در استان فارس برابر با 53 و 46 درصد بود. میانگین مقدار PELQ در مزارع استان فارس نسبت به استان اصفهان به میزان 18 درصد بیشتر بود. در تمام سامانه های آبیاری مورد ارزیـابی، رانـدمان پتانسیل کاربرد آب کمتر از محدوده قابل‌قبول بود و علت آن را می‌توان ناشی از پایین بودن یـکنـواختی توزیـع آب یا تلفات تبخیر و باد‌بردگی و نیز نامناسـب بودن فشار و نیز ضعف در طراحی و اجرای نامناسب و بهـره‌بـرداری دانست. با توجه به مواجه بودن مناطق موردبررسی با کمبود آب و انرژی و از همه مهمتر محدودیتهای اقلیمی (گرمای شدید و بادخیز بودن بیشتر مناطق زراعی) بهتر است از سامانه‌های آبیاری بارانی با فشار متوسط (آبپاش‌های کوچک)، سامانه آبیاری قطره‌ای و یا به‌طورکلی از سامانه‌های کم‌فشار استفاده گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Efficiency and Performance of Stable Classic Sprinkler Irrigation in Farms (Case Study: Isfahan and Fars Provinces)

نویسندگان [English]

  • Hossein Dehghanisanij 1
  • Mohammad Mehdi Nakhjavanimoghaddam 2
  • masoud farzamnia 3
  • Ebrahim Dehghanian 4
1 Associate professor, Agricultural Engineering Research Institute, Karaj, Alborz, Iran
2 Assistant Professor, Agricultural Engineering Research Institute (AERI), Kaeaj, Iran
3 Research Instructor, Department of Agricultural Engineering Research, Isfahan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Isfahan, Iran
4 Research Instructor, Department of Agricultural Engineering Research, Fars Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Shiraz, Iran
چکیده [English]

This study was conducted to evaluate the performance of the classic sprinkler irrigation system and identify the exploitation challenges. The assessment included the measurement of the uniformity coefficient of Christinean (CU), distribution uniformity (DU), potential effeceincy of the low quarter (PELQ), and application effeciency of low quarter (AELQ). The average wind drift and evaporation losses was 19 and 16 percent in selected farms in Isfahan and Fars provinces, respectively. The average amount of DU and CU for selected famrs in Isfahan provinces was 55 and 63 percent and for Fars provinces was 64 and 76 percent, respectively. The average amount of PELQ and AELQ in Isfahan province were 45 and 38 percent and that was 53 and 46 percent in Fars province. The average amount of PELQ in selected farms in Fars province was 18 percent higher than that in Isfahan province. The potential effeceincy of the low quarter was lower than the acceptable range in evaluated irrigation systems. It was attributed to the low uniformity of water distribution, the wind drift and evaporation losses and as well as, inappropriate working pressure due to the improper irrigation system design and operation. Considering the encountered areas with water and energy shortages and most importantly, climatic constraints (extreme heat and existence of severe wind on most agricultural areas), a medium pressure sprinkler systems(small sprinklers), drip irrigation system or low pressure systems were suggetced for these provinces.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Actual application efficiency
  • Distribution Uniformity
  • Potential application efficiency
  • Spray intensity
  • Wind drift loss
ابراهیمی، ح. 1385. ارزیابی عملکرد روش­های آبیاری تحت‌فشار در استان خراسان. مجله علوم کشاورزی. 3 (12): 589-577.

ابراهیمی، ح. 1387. تجزیه و تحلیل و ارزیابی سیستم‌های آبیاری ساده شده در خراسان. مجله علوم کشاورزی. 3 (12): 13-1.

اشرف، ن.، میرزایی اصلی شیرکوهی، ف و محمد بیگی، آ. 1394. ارزیابی هیدرولیکی سیستم­های آبیاری بارانی دورانی و کلاسیک ثابت با آبپاش متحرک) مطالعه موردی مزرعه آموزشی و پژوهشی دانشگاه تهران. مجله تحقیقات آب و خاک ایران. 2(46): 361-353.

اکبری، م.، ح، صدرقائن و ح، دهقانی سانیج.١٣٨٣. ضرورت توسعه و بهبود کمی و کیفـی روش­هـای آبیـاری بـارانی در کـشور. مجموعه مقالات کارگاه فنی آبیاری بارانی (توانمندی­ها و چالش­ها)، مرکز تحقیقات فنی و مهندسی کرج.

برادران هزاوه، ف. 1384. ارزیابی فنی سیستم­های آبیاری تحت‌فشار اجرا شده در شهرستان اراک. پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز.

سالمی، ح.، رضوانی، س.م. 1395. ارزیابی فنی سیستم آبیاری بارانی در شرایط زارعین (استان اصفهان و همدان). مجله پژوهش‌های حفاظت آب‌وخاک. 3 (23): 350-345.

سی‌وسه مرده، م و بایزیدی، م. 1390. ارزیابی فنی سامانه‌های آبیاری بارانی کلاسیک ثابت در مطالعه موردی استان آذربایجان غربی – مهاباد. مجله مهندسی منابع آب. 4: 76-63.

شیخ اسماعیلی، ع. 1388. معادله برای برآورد ضایعات اسپری در سیستم آبیاری بارانی نیمه قابل­حمل. گزارش فنی. تحقیقات کشاورزی ایران، 1(5): 79-81.

فاریابی، ا.، معروف‌پور، ع و قمرنیا، ه. 1390. بررسی و ارزیابی سیستم‌های آبیاری بارانی کلاسیک ثابت دشت دهگلان کردستان. علوم آب‌وخاک-علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی. 14 (54): 16-1.

قاسم­زاده مجاوری، ف. 1377. ارزیابی سیستم­های آبیاری مزرعه. انتشارات آستان قدس رضوی. 329 صفحه.

کاغذلو، ع.، ستوده نیا، ع و دانش­کار آراسته، پ. 1395 ارزیابی سامانه‌های آبیاری بارانی متحرک خطی (لینیر) اجراشده در دشت قزوین. 1 (5): 129-137.‎

مصطفی­زاده، ب.، عطایی، م و اسلامیان، س. س. 1379. ارزیابی سیستم­های آبیاری بارانی در استان اصفهان و بررسی امکان بهبود آن. هفتمین سمینار ملی آبیاری و کاهش تبخیر. 9-12 اسفند. کرمان، ایران.

ASAE- American Society of Agricultural Engineers Standards. 1999. ANSI (American National Standards Institute)/ASAE(American Society of Agricultural Engineers Standards) S330.1, Procedure for sprinkler distribution testing for research purposes. 836-838.

Bos, M. G. 1994. Methodologies for assessing performance of irrigation and drainage management. Journal of Irrigation and Drainage Systems. 7. 4: 231-261.

Dechmi, F., Playan, E., Cavero, J., Faci, J.M and Martinez, A. 2003. Wind effect on solid set sprinkler irrigation depth and yield of maize (Zea mays). Journal of Irrigation Science. 22: 67-77

Markley, P and Allen, G. 2004. Sprinkle and trickle irrigation lecture notes.1th Ed. Utah state university,Utah, 279 p.

Mclean, R.K., Sriranjan, R. and Klassen, G. 2000. Spray evaporation losses from sprinkler irrigation systems. Journal of Agricultural Engineering. 42. 1: 1-15.

Merriam, J.I and Keller, J. 1978 Farm irrigation system evaluation.3. Logan, Utah: Agricultural and Irrigation Engineering Department, Utah state University. 271 p.

Playan, E., Salvador, R., Faci, J. M., Zapata, N., Martinez- Cob, A and Sachez I. 2005. Day and night wind drift and evaporation losses in sprinkler solid-sets and moving laterals. Journal of Agricultural Water Management. 76: 139-159.

Topak, R., Suheri, S., Ciftci, N and Acar, B. 2005. Performance evaluation of sprinkler ieeigation in a semi-arid area. Pak. Journal of Biological Sciences. 8.1: 97-103.

Yoshida, KO., Tanji, HA., Somura, HI., Toda, OS and Higuchi, KA. 2003. Evaluation of irrigation efficiency at KM6 Project site, LAOS. InProceeding of the 2nd APHW conference. 1: 652-659.

Zapata, N., Playa'n, E., Martinez-Cob, A., Sanchez, I., Faci, J. M and Lecina, S. 2007. From on farm solid-set sprinkler irrigation design to collective irrigation network design in windy areas. Journal of Agricultural Water Management. 87: 187-199

Zhang, L, Merkley, G.P and Pinthong, K. 2013. Assessing whole-field sprinkler irrigation application uniformity. Journal of Irrigation Science. 31. 2: 87-105.