بهنام معاونی در گفتگو با خبرنگار تابان تربت، گفت: هدف از انجام این تحقیق، بررسی خصوصیات جریان آب گل آلود در کانال خاکی به منظور شناخت تغییرات راندمان انتقال و مقایسه ­ی آن با جریان آب زلال در کانال خاکی می­ باشد.

وی در ادامه افزود: این مطالعه نشان داد که با تغییرات ساده در آب مورد استفاده برای آبیاری، هزینه­ ی اجرایی آبیاری و مصرف آب کاهش می­ یابد و عملکرد سیستم آبیاری را می ­توان به میزان قابل توجهی افزایش داد.  

معاونی در ادامه بیان داشت: یکی از اهداف هم اندیشی ماهانه اعضای کانون بسیج کشاورزی و منابع طبیعی که به صورت منظم و ماهانه در اتاق فکر کانون  با دعوت از اعضای هیآت علمی بخش کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه­های شهرستان تربت حیدریه برگزار می­ شود، حضور در مجامع علمی بخش کشاورزی و منابع طبیعی اعم از کنفرانس ­ها، همایش­ ها، کنگره­ ها و … و چاپ مقالات تحقیقاتی و ترویجی مروبطه در مجلات معتبر علمی داخل و خارج از کشور می­ باشد.

فایل متنی جهت استفاده خوانندگان محترم این مقاله آمده است.

تاثیر گل آلود کردن آب بر راندمان انتقال در کانال خاکی

چکیده:

هدف از انجام این تحقیق ، بررسی خصوصیات جریان آب گل آلود در کانال خاکی به منظور شناخت تغییرات راندمان انتقال و مقایسه ی آن با جریان آب زلال در کانال خاکی ،میباشد.در این راستا مطالعات مزرعه ای برای بدست آوردن راندمان در دو حالت آب زلال به عنوان نمونه ی شاهد و آب گل آلود به عنوان نمونه ی مورد مطالعه در سال 93 در مزرعه پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه بیرجند انجام شد.مقایسه براساس دو نوبت رها سازی جریان آب در یک کانال خاکی انجام شده است.نتایج بدست آمده نشان داده است که در زمانی که آب گل آلود در کانال جریان دارد مسافت 300 متری کانال را در زمان کمتری نسبت به آب زلال طی نموده است،که نشان دهنده ی کمتر شدن نفوذ آب به درون بستر خاکی کانال میباشد.دبی اولیه ای که برای هر دو نمونه در کانال رها شده برابر 49/18 میباشد ودبی که در انتهای کانال برای نمونه ی شاهد اندازه گیری شده برابر 06/15 و برای نمونه گل آلود برابر 61/16 میباشد.راندمان انتقال برای نمونه ی گل آلود برابر 83/89 درصد و برای نمونه ی شاهد 43/81 درصد است. این مطالعه نشان داد که با تغییرات ساده در آب مورد استفاده برای آبیاری ،هزینه ی اجرایی آبیاری و مصرف آب کاهش می یابد و عملکرد سیستم آبیاری را میتوان به میزان قابل توجهی افزایش داد.

کلمات کلیدی: آب گل آلود، بهره وری، دبی اولیه، دبی انتهایی، سرعت

الف- مقدمه:

با توجه به مطالعات انجام شده ، متأسفانه میزان بهره وری آب کشاورزی در ایران با در نظر گرفتن قدمت کشاورزی ، امکانات موجود ، پتانسیل کارشناسی و سرمایه گذاری های انجام شده در بخش آب کشور نسبت به سایر نقاط دنیا بسیار پایین است . علل زیادی را می توان برشمرد که در نقصان بهره وری آب کشاورزی کشورمان مؤثر هستند . از آن جمله می توان به وجود توهمی از پر آبی کشور ، فقدان برنامه های لازم ، نداشتن متولی برای بهره وری آب ، فقدان آموزش های کاربردی چه در بخش دانشگاهی و چه برای زارعین ، نبودن زمینه های تشویقی و یا تنبیهی ، سنتی بودن روش های آبیاری ، عدم ارزش گذاری واقعی قیمت آب ، بهره برداری نادرست از تأسیسات آبی و علل بی شمار دیگر را نام برد.

از آنچه بیان شد می توان نتیجه گرفت که افزایش بهره وری آب مستلزم رعایت و بکارگیری مجموعه ای از هماهنگی ها ، نهاده ها و ابزارها به همر اه اصلاحاتی در ساختار و قوانین به همراه تحقیقات لازم و اراده و خواست دولت مردان ، مدیران، کارشناسان و کشاورزان است.در آبیاری سطحی جهت انتقال آب از کانال استفاده می شود که کانالها به دونوع پوشش دار و بدون پوشش تقسیم میشوند .

کانالهای پوشش دار خود شامل پوشش رسی ، آجری ، بتنی ، آسفالتی و پلاستیکی می باشند .در کانال رسی یا خاکی بیشترین میزان هدررفت شدید آب از طریق تبخیر و نشت راداریم و کانال بتنی همراه با کاهش شدید تلفات نفوذ ، افزایش سرعت آب و کاهش تبخیر می باشد. از دیرباز مرسوم بوده که در ابتدای کانال ، آب را گل آلود کنند تا آب به مقصد برسد و نحوه کار به این صورت است که با بیل خاک رس را داخل آب میریزند و این آب گل آلود مسیر کانال را طی میکند .

این مقاله بر روی چگونگی تغییر راندمان انتقال با گل آلود کردن آب آبیاری کار کرده است،منطقه ی مورد مطالعه مزرعه پردیس کشاورزی دانشگاه بیرجند میباشد که توسط چاه و قنات آبیاری میشود. قنات دانشگاه بیرجند در دامنه کوههای جنوبی بیرجند احداث شده است. آب این قنات در حد فاصل خروجی آن تا محل باغات که در باغستان قرر دارد، از طریق یک لوله منتقل میشود. در این آزمایش تاثیر گل آلود کردن آب بر راندمان انتقال  در کانال خاکی را اندازه گیری شده است ،نحوه کار نیز به این صورت است که در ابتدای کانال با بیل و تراکتور، خاک رس داخل آب می ریزد و این آب گل آلود وارد زمین میشود. سپس زمان عبور آب و دبی خروی از کانال را بدست آورده ایم.

1- خلاصه گزارش:

از 165 میلیون هکتار مساحت کل کشور حدود 37 میلیون هکتار را اراضی مناسب جهت عملیات کشت و زرع تشکیل می دهد که به دلیل محدودیت منابع آب همه این اراضی کشت نمی شود. در حال حاضر حدود8/7میلیون هکتار از اراضی صورت فاریاب و 6 میلیون هکتار دیگر به صورت دیم کشت شده و 5/4میلیون هکتار دیگر به صورت آیش باقی می ماند.

بخش کشاورزی نقش اساسی و حیاتی در اقتصاد ملی و تولید مواد غذائی در ایران دارد، بطوریکه حدود 27 درصد تولید ناخالص ملی و 23 درصد نیروی کار کشور مرتبط با این بخش است. در این میان به واسطه موقعیت خاص اقلیمی کشور و پراکنش نامناسب زمانی و مکانی بارندگی، کشت آبی محور اصلی در تولید مواد غذایی می باشد. با وجود وسعت تقریباً یکسان کشت دیم و آبی کشور، بیشترین تولید از بخش فاریاب حاصل می شود . بطوریکه در طول 5 سال گذشته تقریباً همواره نزدیک به 90 درصد کل تولید محصولات کشاورزی ایران از کشت های آبی حاصل شده است (نمودار 1 و2)

نمودار 1 – سطح زیر کشت محصولات زراعی ایران به تفکیک دیم و فاریاب{مأخذ:سالنامه جهاد کشاورزی}

نمودار 2– سهم تولید محصولات زراعی ایران به تفکیک دیم و فاریاب{مأخذ:سالنامه جهاد کشاورزی}

پتانسیل بخش کشاورزی ایران در قیاس با سایر کشورهای دنیا در موقعیت نسبتاً مناسبی قرار دارد، بطوریکه از لحاظ میزان کل اراضی کشاورزی در رتبه بیستم و از لحاظ سطح زیرکشت آبی، بعد از کشورهای هند، چین، آمریکا و پاکستان در رتبه پنجم قرار دارد. سرانه مساحت تحت کشت آبی کشور با فرض8/7 میلیون هکتار، معادل 115 هکتار برای هر 1000 نفر بوده که نسبت به سرانه کشت آبی جهان که حدود 45 هکتار به ازای هر 1000 نفر می باشد رقمی بیش از 2.5 برابر است.

بخش قابل توجه ای از آب آبیاری در مسیر انتقال ، توزیع و تحویل آب به هدر می رود.

در این ارتباط عموماً چهار عامل” تلفات ناشی از نشت آب در مسیر کانال”،”تلفات آب در ابنیه های کانال”،” تلفات ناشی از عدم دقت در اندازه گیری “و ” تلفات ناشی از تبخیر در مسیر کانال ها” به عنوان مهمترین و اصلی ترین تلفات شناخته می شوند و اصلاح آنها نیز به هزینه های زیادی نیاز دارد . ولی جای سئوال اینجاست که آیا شبکه هایی که از امکانات ، تجهیزات و ابزار کافی جهت حذف این تلفات برخوردارند دارای راندمان قابل قبولی هستند؟ و آیا توانسته اند بر این مشکلات فائق آیند؟ پاسخ منفی است ، متأسفانه مدرن ترین شبکه های آبیاری کشور که دارای کانال های پوشش شده بتنی ، ادوات اندازه گیری جریان و غیره می باشند دارای کمترین راندمان های آبیاری در سطح کشور می باشند . یکی از عوامل تلفات آب در شبکه های آبیاری که عموماً با بی توجهی مواجه است،”راندمان یا تلفات مدیریتی ” است. برای مثال اگر حجم کل آب تحویلی به دریچه ها در طول یک دوره کشت یا حتی ماهیانه نسبت به حجم کل ورودی در همین دوره زمانی محاسبه گردد راندمان به مراتب کمتر از مقدار محاسبه شده ، خواهد بود ، علت این امر تأثیر تلفات جدیدی در شبکه تحت نام” تلفات در مدیریت توزیع” می باشد. هر قدر تغییرات ورودی آب شبکه در دوره مذکور به دلیل تغییر نیازهای نقاط تحویل بیشتر باشد ، این نوع تلفات نیز احتمالاً افزایش خواهد یافت . برنامه ریزی مناسب در چگونگی تقسیم آب و یا زمان قطع و وصل نمودن دریچه ها می تواند تا حدود زیادی این تلفات را کاهش دهد .

مجموعه راندمان آبیاری در کشور ، بالاخص در شبکه های مدرن و نیمه مدرن بسیار پایین گزارش می شود ، هر چند اطلاعات دقیق و درستی از راندمان آبیاری در کشور در دست نیست لیکن اعداد و ارقام گزارش شده برای کل کشور حاکی از وجود نارسایی های عمده ای در طرح های آبیاری و زهکشی کشور می باشد ، که لازم است با برنامه ریزی دقیق و کاربردی نسبت به شناخت تنگناها و مشکلات موجود اقدام نمود و در مرحله بعدی با اعمال راهکارهای عملی نسبت به تقلیل معضلات اقدام گردد. اما آنچه در برنامه ریزی اولیه مورد نیاز است برآورد و تخمین نسبتاً صحیحی از راندمان های آبیاری در کشور می باشد که در حال حاضر متأسفانه آ مارهای گزارش شده عموماً فاقد پایه و اساس فنی و مهندسی بوده و عمدتاً از استاندارد و ضوابط لازم در برآورد راندمان های آبیاری برخوردار نمی باشند.

برای تعیین متوسط راندمان های آبیاری کشور ، راندمان آبیاری در اراضی مختلف و با شرایط متفاوت انتقال و توزیع آب ملاک عمل قرار نگرفته است ، بلکه این ارقام حاصل برآورد تقریبی نیاز آبی محصولات زراعی و سطح کشت تقریبی این محصولات از یک سو و از سوی دیگر کل آب مصرفی کشاورزی و مقایسه این دو با یکدیگر می باشد.

در این مقاله به مبحث راندمان انتقال آبیاری کشاورزی در کانل خاکی پرداخته شده است.

ب- مواد و روش:

اولین گام در انجام کارهای میدانی تهیه وسایل مورد نیاز می باشد. با توجه به ماهیت کارهای این تحقیق عمده وسایل مورد نیاز, وسایل اندازه گیری دبی می باشد. برای اندازه گیری دبی آب جاری وسایل متفاوتی وجود دارند. ولی با توجه به سهولت اجرا, کاربرد و امکانات موجود, برای تعیین دبی از اندازه گیری حجم آب استفاده شده است. در مورد تعیین دبی هر کانال از لوله های یکسان استفاده شده تا خطاهای ابزاری کاهش یابند.

در مساله نشت سنجی در کانال ها یکی از مولفه های اساسی کار تعیین دقیق دبی جریان می باشد. دبی را در کانال ها به طرق مختلف می توان اندازه گیری کرد. یکی از روش‌های تعیین دبی ایجاد مقطعی در کانال و کار گذاشتن لوله ای افقی در مسیر جریان و اندازه گیری حجم آب جمع شده و اندازه گیری زمان است که بدین وسیله میزان دبی با خطای بسیار کمتری قابل محاسبه خواهد بود.

این آزمایش بر روی کانال خاکی که برای اولین بار آب در آن جاری میشد انجام گردید. ابتدا آب زلال به عنوان نمونه ی شاهد را در کانال جاری کردیم تا جریان به وضعیت ثابتی رسید، در مقطعی از کانال لوله ی 8 اینچی رابه طول نیم متر قرار دادیم و اطراف آن را با خاک پوشاندیم تا آب فقط در لوله جریان داشته باشد ، به وسیله ای ظرفی حجم آب خروجی از لوله را اندازه گرفتیم و همین کار را در فاصله ی 300 متری دوباره انجام دادیم.

بعد از اندازه گیری دبی آب زلال،آب کانال را بوسیله ی خاک رس گل آلود کردیم ودوباره بوسیله ی روش قبل دبی عبوری را اندازه گیری کردیم.

هدف از انجام این آزمایش بدست آوردن راندمان انتقال آب برای آب زلال و آب گل آلود و مقایسه ی آنها با یکدیگر بوده.

دبی ورودی در ابتدای کانال برابر49/18 لیتر برثانیه بوده است زمانی که نمونه ی شاهد در کانال جاری بود در انتهای کانال دبی به06/15 لیتر برثانیه رسید و زمانی که آب گل آلود در کانال جاری شد در انتهای کانال مقدار دبی به 61/16 لیتربرثانیه رسید،بنابراین راندمان کاربرد در حالت اول برابر 44/81 درصد و در حالت دوم برابر 83/89 درصد بوده است.

ج- نتایج و بحث:

عمده نتایج حاصل از این تحقیق عبارتند از:

عمده ترین عامل کنترل کننده نشت در کانالهای آبیاری قدیمی لایه سطحی خاک می باشد. گرفتگی منافذ سطح خاک در اثر رسوبگیری, رشد گیاهان و فعالیتهای میکروبیولوژیکی باعث کاهش نفوذپذیری این لایه می شود و عامل اصلی مقاومت در برابر نشت این لایه می باشد.

در کانال احداث شده آبخوری که هیچگونه خروجی منفذی آب در طول مسیر نداشت دبی آب زلال ورودی به کانال 18.49 لیتر بر ثانیه است و دبی آب زلال خروجی از کانال 15.06 لیتر بر ثانیه است . به این معنی که به میزان 18 درصد ، نشت داریم .

با عبور آب گل آلود با دبی ورودی18.49 لیتر بر ثانیه از کانال و طی مسافت کانال میزان دبی خروجی 16.61 لیتر بر ثانیه است که به این ترتیب میزان نشت 11 درصد است

با گل آلود کردن آب کانال ، به میزان 1.55 لیتر بر ثانیه که معادل8.4 درصد دبی ورودی به کانال است کاهش نشت داشته ایم که به معنی کاهش هدر رفت آب می باشد

گل آلودگی آب در ایجاد لایه محافظ بسیار حائز اهمیت است ولی با کم کردن شیب مسیر, در حفظ لایه محافظ نیاز به گل آلودگی دائمی آب نیست.

عمده ترین عامل هدر رفتن آب از کانالهای آبیاری که دارای خروجی های زیادی برای باغات و زمینها می باشد, خروج آب از محل ورود آب به زمینهای کشاورزی می باشد و نشت از بستر نقش بسیار کمتری دارد.

مهمترین تاثیر مثبت گل آلودگی آب در مسیر انتقال به زمینهای کشاورزی بستن تمامی درزها و منافذ خروجی آب و منافذی که پتانسیل نشت را دارند, می باشد.

در اثر گل آلودگی آب ، رسوبات به زمینهای کشاورزی و باغات مورد آبیاری منتقل می شود. ورود این حجم رسوب دارای فواید و معایبی می باشد. معایب گل آلوده سازی مشکلات ناشی از رسوبگذاری کانالها و همچنین رسوبگذاری غیریکنواخت در زمینهای کشاورزی و باغات برای کشاورزان می باشد. فواید گل آلوده سازی در دو دسته فواید کوتاه مدت و بلند مدت قابل بررسی است. عمده فایده کوتاه مدت گل آلوده سازی افزایش راندمان انتقال آب به زمینهای کشاورزی در اثر کاهش نشت منفذی می باشد و مهمترین تاثیر بلند مدت گل آلوده سازی انتقال خاک ریز دانه به زمینها می باشد. این مساله در زمینهای شنی بسیار مفید می باشد زیرا پس از مدتی لایه خاک مناسبی تشکیل می شود که زمین را برای کشاورزی مناسب می کند. به تدریج در سالهای پر آب در اثر آبیاری با آب گل آلود, لایه خاک مناسبی بر روی بستر زمین ایجاد می شود که جهت کشاورزی بسیار مناسب می باشد.

با توجه به تاریخچه و اطلاعات موجود می توان اظهار داشت که هدف از گل آلودگی آب در طول زمان تغییر کرده, به طوری که در گذشته هدف, کاهش نشت در اثر ایجاد لایه گرفته و حفاظت این لایه بوده ولی کاهش نشت منفذی مهمترین هدف گل آلودگی در زمان حال می باشد.

بوور بیان داشت حداکثر نشت کانال در محل تقاطع کف کانال و کناره های کانال اتفاق می افتد. صحت این مطلب را طی اندازه گیری هایی نیز میتوان به اثبات رساند.

فاصله ای از خاک که تحت تاثیر نشت قرار می گیرد به هد آب و ابعاد کانال بستگی دارد و به ضریب نفوذپذیری خاک بستگی ندارد.

راهکارهای بهبود راندمان:

عملیاتی همچون تحویل به موقع آب ، برنامه ریزی صحیح تحویل آب در آبگیرها و مانور به موقع دریچه ها می توانند در تلفات مدیریتی آب در شبکه ها مؤثر باشند . بطور خلاصه بعضی از عواملی که باعث افزایش تلفات آب در انتقال ، توزیع و تحویل آب می گردد به شرح زیر می باشد که موجب افزایش در راندمان خواهد شد.

تناسب زمان کاشت با برنامه مدیریتی آبیاری و نبود برنامه صحیح آبیاری در برخی شبکه های فرعی.

بهره برداری مناسب از تأسیسات آبیاری موجود.

جلوگیری نشت آب از کانال های انتقال و توزیع آب.

شبکه توزیع آب جدید

طراحی قوی و سازگار با فرهنگ بومی منطقه.

ایجاد انگیزه یا انگیزه ناکافی کارکنان بهره برداری هنگام عملیات آبیاری.

تطابق زمانی و مکانی” انجام کارهای درست” با ” درست انجام دادن کارها.”

ایجاد نظام بهره برداری کارآمد برای رسیدن به اهداف شبکه ها.

توجه به لایروبی به موقع کانال های آبیاری.

برنامه و دستورالعمل مدرن جهت ارتقای راندمان و یا پیشگیری ازنقصان راندمان.

انتهای پیام/