چکیده

توسعه روز افزون جمعیت و افزایش نیاز به مواد غذایی، لزوم افزایش سطح زیر کشت را می طلبد. بیش از %۸۰ آب شیرین دنیا در بخش کشاورزی مصرف می شود و راندمان آبیاری در حدود %۳۰ است. هم اکنون سطح زیر کشت آبی دنیا بیش از ۲۴۰ میلیون هکتار است که بیش از %۹۰ روشهای آبیاری اعمال شده در این اراضی سطحی هستند. هزینه سرمایه گذاری کم، ساده بودن تعمیر و نگهداری وسایل و در کل بهره برداری ، عدم نیاز به کارگر ماهر و همچنین مقبول بودن این روش نزد کشاورز از مزایای این روش نسبت به روشهای تحت فشار می باشد. انجام مطالعات آزمایشگاهی و مزرعهای جهت تعیین شرایط و اصول، تدوین مدلهای کامپیوتری با استفاده از فرایندهای مرتبط با هیدرولیک جریان سطحی و زیر سطحی، تهیه تجهیزات خودکار و تسهیلات کنترل وابسته برای کاربرد در سیستمهای با جریان موجی، تعیین شکل ها و طرح های مختلف جریان موجی و ارزیابی قابلیت اقتصادی به همراه تناسب فیزیکی و کاربردی آنها و تحلیل فرآیند بهینه سازی و توسعه روشها و معیارهای طراحی به منظور کاربرد عملی تکنیک آبیاری موجی مجورهای مطالعاتی را تشکیل میداد. تجزیه و تحلیل ها نشان می دهد بین بهترین تعداد امواج و عوامل طول فارو، نوع خاک و سرعت جریان آب در فارو رابطه برقرار میباشد. مقایسه عملکرد سیستم آبیاری موجی با آبیاری پیوسته نشان میدهد، مهمترین اثر موج که کاهش آب مصرفی در دوره پیشروی جریان است در خاک های سبک و همچنین بیشتر در نوبتهای آبیاری اول مشاهده میگردد. کاهش رواناب انتهایی در فاز پس از پیشروی مهمترین اثر موج در خاکهای سنگین به شمار میرود. نتایج این مطالعه نشان داد، پارامترهای بحرانی و حساس در مدیریت آبیاری موجی عبارتند از: حداقل حجم آب لازم جهت تکمیل فاز پیشروی، سرعت پیشروی جبهه رطوبتی، زمان پیشروی، تعداد دریچه ها در یک مجموعه تحت آبیاری و مناسبترین تعداد امواج در یک مرحله پیشروی. در نهایت انجام مطالعات بیشتر در زمینه فاز پس از پیشروی جریان در آبیاری موجی، افزایش کارایی این روش در بافت های مختلف خاک و کاریردی سازی این روش با توجه به مزیتهای ذکر شده به عنوان مهمترین چشم اندازها در زمینه آبیاری موجی مطرح میگردد.

کلمات کلیدی:آبیاری موجی،آب،کاهش مصرف،خشکسالی،کشاورزی

مقدمه

توسعه روز افزون جمعیت و افزایش نیاز به مواد غذایی، لزوم افزایش سطح زیر کشت را می طلبد. این در حالی است که منابع آبی ثابت و محدود هستند، بنابراین از منابع موجود باید حداکثر استفاده را نمود. با توجه به این که بیش از %۸۰ آب شیرین دنیا در بخش کشاورزی مصرف می شود و راندمان آبیاری در حدود %۳۰ است در نتیجه یکی از راههای افزایش سطح زیر کشت، افزایش راندمان آبیاری است. براین اساس، شناخت موثر و مناسب روشهای آبیاری و مدیریت بهینه در امر آبیاری ضروری به نظر می رسد.

هم اکنون سطح زیر کشت آبی دنیا بیش از ۲۴۰ میلیون هکتار است که بیش از %۹۰ روشهای آبیاری اعمال شده در این اراضی سطحی هستند. هزینه سرمایه گذاری کم، ساده بودن تعمیر و نگهداری وسایل و در کل بهره برداری ، عدم نیاز به کارگر ماهر و همچنین مقبول بودن این روش نزد کشاورز از مزایای این روش نسبت به روشهای تحت فشار می باشد. مهمترین مزیت این سیستمها که امروزه و در آینده بیشترممکن است در این باره مشهود گردد مربوط به میزان مصرف خیلی پایین انرژی در آنها نسبت به روشهای تحت فشار است.

با توجه به موارد فوق، تحقیقات گسترده ای بر روی آبیاری سطحی به منظور بهینه کردن و افزایش راندمان آبیاری صورت گرفته است. این نوع سیستم در صورت طراحی صحیح و اجرای دقیق، به دلایل ذکر شده، بهترین روش مطرح می گردد. امروزه با پیشرفتهایی که در این زمینه صورت گرفته است از جمله مکانیزه کردن این نوع سیستمها، از برتری سیستمهای تحت فشار نسبت به قبل کاسته شده است.

سیستمهای آبیاری سطحی به طور کلی به ۳ دسته تقسیم می شوند:

-۱ آبیاری کرتی: برای زمینهای صاف و با شیب کم و خاکهای با نفوذپذیری متوسط تا کم مناسب است. در این نوع سیستم آبیاری جهت رسیدن به یکنواختی و راندمان مطلوب ، نیاز به تسطیح دقیق اراضی میباشد.
-۲ آبیاری نواری: شکل توسعه یافته آبیاری کرتی است که شامل مزارع طویل و دارای شیب طولی و بدون شیب عرضی است.

-۳ آبیاری شیاری (جوی و پشته): یکی از روشهای آبیاری سطحی است که به جای استغراق تمام سطح مزرعه، می توان آبراهه های کوچکی در جهت جریان ایجاد نمود. در سیستم آبیاری جویچهای تلفات آب عمدتاً به دو صورت نفوذ عمقی و رواناب سطحی از انتهای جویچه اتفاق میافتد. برای به حداقل رساندن این تلفات روشهای جدیدی مانند روش کاهش دبی، روش موجی۱ یا کابرد متناوب آب، روش استفاده مجدد از رواناب انتهایی و روش آبیاری کابلی۲ پیشنهاد شد. شکل ۱ شمایی از یک سیستم آبیاری موجی را نشان میدهد.

شکل -۱ شمایی از یک سیستم آبیاری جویچهای

ضرورت انجام تحقیق

آبیاری موجی یکی از روشهای مدرن آبیاری است که هنوز در ایران به طور جدی و دامنه دار در رابطه با آن تحقیق و برر ی صورت نگرفته است. تلاش محققین در راستای ارائه مباحث تئوری و عملی این روش جدید آبیاری، مبین پر بازده و قابل رقابت بودن آن با

۱ – Surge

۲ – Cablegation Irrigation

روشهای آبیاری بارانی و قطره ای از لحاظ راندمان مصرف آب می باشد. باید توجه داشت که آبیاری سطحی بدلیل نیاز به هزینه سرمایه گذار ی اولیه کمتر و سهولت اجرا بطور گسترده ای در ایران مورد استفاده قرار میگیرد. راندمان این روش آبیاریعموماً پایین و کمتر از ۴۰ درصد است. باتوجه به اینکه بخش عمدهای از آب کشاورزی برای مزارع آبیاری سطحی مورد استفاده قرار میگیرد، ضرورت دارد که توجه خاص برای افزایش راندمان این روش صورت گیرد.

از طرفی سیستمها ی تحت فشار نظیر آبیاری بارانی و قطره ای بدلیل نیاز به هزینه سرمایه گذاری اولیه بالا، دست و پا گیر بودن وسایل، عمر محدود وسایل مورد استفاده، بالا بودن هزینه تامین انرژی و عدم سهولت مدیریت و اجرا در خیلی از مزارع نمیتوانند جایگزین توجیه پذیری برای آبیاری سطحی محسوب گردند . لذا توجه به افزایش راندمان آبیاری سطحی از طریق استفاده از روشها ی مدرن و مکانیزه امری اجتناب ناپذیر است . همچنین، جهت دستیابی به حداکثر پتانسیل استفاده از آب و انرژی و صرفه جویی از نیروی انسانی مورد نیاز در آبیاری موجی، بهره گیری از تجهیزات خودکار یک اصل مهم به شمار می رود.