ارزیابی فنی سامانه‌های نوین آبیاری در استان چهارمحال و بختیاری (مطالعه موردی: شهرستان‌های شهرکرد، سامان و بن)

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری آبیاری و زهکشی، گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری.

2 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

3 دانشجوی دکتری آبیاری و زهکشی، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران.

4 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد سازه‌های آبی، گروه مهندسی آب، دانشگاه شهرکرد.

5 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد آبیاری زهکشی، گروه مهندسی آب، دانشگاه صنعتی اصفهان و رئیس اداره مهندسی زراعی، سازمان جهاد کشاورزی،

چکیده

سابقه و هدف: استفاده از سامانه‌های نوین آبیاری به دلیل افزایش راندمان و بهره‌وری مصرف آب یک راهکار اساسی سازگار با شرایط کم‌آبی می‌باشد. استفاده از روش مناسب آبیاری برای حفظ امنیت غذایی و کاهش آب مورد نیاز، در مقیاس جهانی مطرح می‌باشد. از دیگر اهداف اجرای این سامانه‌ها می‌توان به حفاظت کمی و کیفی منابع آب و خاک و پایداری تولید محصولات کشاورزی اشاره نمود.
مواد و روش‌ها: در این تحقیق به ارزیابی فنی و هیدرولیکی هفت سامانه نوین آبیاری (تلفیقی، بارانی کلاسیک ثابت با آبپاش متحرک و قطره‌ای) اجراشده در شهرستان‌های شهرکرد، بن و سامان در استان چهارمحال و بختیاری پرداخته شد. برای ارزیابی سامانه‌های تلفیقی و بارانی کلاسیک ثابت با آبپاش متحرک، ضریب یکنواختی کریستیانسن (CU)، یکنواختی توزیع (DU)، راندمان پتانسیل کاربرد در ربع پایین (PELQ)، راندمان کاربرد آب در ربع پایین (AELQ) در دو مقیاس بلوک مورد آزمایش و کل سامانه محاسبه گردید. برای ارزیابی سامانه‌های آبیاری قطره‌ای نیز شاخص‌های یکنواختی پخش آب در کل سامانه (EU)، راندمان پتانسیل کاربرد آب در ربع پایین سامانه (PELQ) و راندمان واقعی کاربرد آب در ربع پایین سامانه (AELQ) محاسبه شد.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که مقدار شاخص‌های CU، DU، PELQ، AELQ برای بلوک مورد آزمایش در سامانه‌های آبیاری تلفیقی و کلاسیک ثابت با آبپاش متحرک برابر با 68.6، 59.38، 46.85 و 58.56 و برای خود سامانه‌ 67.01، 58.48، 54.2 و 56.5 محاسبه گردید. همچنین مقادیر شاخص‌های EU، PELQ و AELQ برای سامانه آبیاری قطره‌ای برابر با 55.62، 51.91 و 53.83 به دست آمد. نتایج نشان داد که سامانه‌های فوق از زیرساخت خوبی برخوردار بوده‌اند و بیشترین مشکلات مربوط به فاز بهره‌برداری و نگهداری این سامانه‌ها توسط بهره‌برداران می‌باشد.
نتیجه‌گیری: مشکلات اصلی این سامانه‌ها که منجر به کاهش معیارهای ارزیابی عملکرد شده است، شامل کم‌آبیاری، عدم دانش کافی بهره‌برداران و عدم آموزش در خصوص نحوه استفاده صحیح از سامانه (تنظیم فشار، بازدیدهای دوره‌ای از سامانه، بهره‌برداری صحیح و اصولی و غیره)، تغییر دور آبیاری، استفاده از تعداد آبپاش بیشتر و تغییرات فشار زیاد و توزیع غیریکنواخت آن در سامانه، عدم رعایت الگوی کشت پیشنهادی مطابق با دفترچه طرح و استفاده از قطره‌چکان نامناسب می‌باشند. بنابراین با توجه به بررسی همه‌جانبه پیشنهاد می‌شود در مزارع با تغییر نوع سامانه‌ از سنتی به روش‌های نوین، دوره‌های آموزشی برای بهره‌برداران گذاشته شود و مزارعی که از نظر بهره‌برداری در حد مطلوب می‌باشند، شناسایی و مورد بازدید برای سایرین قرار داده شوند. همچنین در مزارع با سطوح بالا تعاونی بهره‌برداری تشکیل شود تا نظام خرده مالکیت از بین رود و این امر باعث می‌گردد تا الگوی کشت نیز تا حد مطلوبی رعایت گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Technical Evaluation of Modern Irrigation Systems in Chaharmahal and Bakhtiari Province (Case Study: Shahrekord, Saman and Bon Counties)

نویسندگان [English]

  • Seyed Mohammadreza Hosseini Vardanjani 1
  • Mojtaba Khoshravesh 2
  • Masoud Pourgholam-Amiji 3
  • Fatemeh Atashkhar 4
  • Gholamreza Shamaei 5
1 Ph.D. Student in Irrigation and Drainage, Department of Water Engineering, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University.
2 Associate Professor, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University
3 Ph.D. Candidate in Irrigation and Drainage, Department of Irrigation and Reclamation Engineering, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran.
4 MS.c. Graduated in Water Structures, Department of Water Engineering, Shahrekord University.
5 MS.c. Graduated in Irrigation and Drainage, Department of Water Engineering, Isfahan University of Technology, and Head of Agricultural Engineering Department, Organization of Agriculture-Jihad, Chaharmahal and Bakhtiari Province.
چکیده [English]

Background and objectives: The use of modern irrigation systems due to the increase in efficiency and productivity of water consumption is a basic solution compatible with water shortage conditions. The use of proper irrigation methods to maintain food safety and reduce water requirements is a global issue. The most important goals of the implementation of these systems are quantitative and qualitative protection of water and soil resources and sustainability of agricultural production.
Materials and methods: In this study, technical and hydraulic evaluation of seven new irrigation systems (integrated irrigation, Movable Sprinkler Solid-Set Irrigation Systems and Trickle Irrigation) implemented in Shahrekord, Bon and Saman cities in Chaharmahal and Bakhtiari province was performed. To evaluate integrated and Movable Sprinkler Solid-Set Irrigation Systems, Christiansen uniformity coefficient (CU), distribution uniformity (DU), potential application efficiency of low quarter (PELQ), application efficiency of low quarter (AELQ) in two block scales were experimented and the whole system were calculated. To evaluate drip irrigation systems, uniformity indices of water emission throughout the system (EU), potential application efficiency of low quarter (PELQ), application efficiency of low quarter (AELQ) were calculated.
Results: The results showed that the values of CU, DU, PELQ, AELQ indices for the tested block in integrated and Movable Sprinkler Solid-Set Irrigation Systems were equal to 68.6, 59.38, 46.85 and 58.56 and and for the system, 67.01, 58.48, 45.2 and 56.5. Was calculated. Also, EU, PELQ and AELQ index values for drip irrigation system were 55.62, 51.91 and 53.83. The results showed that the above systems have a good infrastructure and most of the problems of these systems are related to the phase of operation and maintenance of these systems by users.
Conclusion: The main problems of these systems that have led to a decrease in performance evaluation criteria are the deficit irrigation, lack of knowledge of users and lack of training on how to use the system properly (pressure regulation, periodic visits to the system, interest Correct and principled removal, etc.), changes in high pressure and uneven distribution in the system, changing the irrigation cycle, using more sprinklers and non-compliance with the proposed cultivation pattern in accordance with the design booklet and the use of drippers are inappropriate. Therefore, according to the comprehensive review, it is suggested that training courses should be given to farmers by changing the type of system from traditional to modern methods, and farms that are optimal in terms of exploitation should be identified and visited by others.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Evaluation
  • Combined Irrigation
  • Uniformity Coefficient
  • Utilization
1.Ahmadzadeh Gharah Gwiz, K., Mirlatifi, S., and Mohammadi, K. 2010. Comparison of Artificial Intelligence Systems
(ANN & ANFIS) for Reference Evapotranspiration Estimation in the Extreme Arid Regions of Iran. Water and Soil, 24: 4. 679-689. (In Persian)
2.Cao, X., Zeng, W., Wu, M., Guo, X., and Wang, W. 2020. Hybrid analytical framework for regional agricultural water resource utilization and efficiency evaluation. Agricultural Water Management, 231: 106027.
3.Mahdavi, P., and Monem, M. 2010. Development of a model for evaluating the performance of Simplified Irrigation Systems transmission and distribution systems using the classical method. Iranian Journal of Irrigation & Drainage, 4: 1. 62-72. (In Persian)
4.Ebrahimi, H. 2006. Analysis and Evaluation of Simplified Irrigation Systems in Khorasan. Agricultural Sciences, 12: 3. 577-589. (In Persian)
5.Zare Abyaneh, H., Danaii, A., Akhavan, S., and Jovzi, M. 2020. Performance evaluation of new irrigation systems
in Hamedan. Water and Irrigation Management, 10: 3. 381-395. (In Persian)
6.Merriam, J.L., and Keller, J. 1978. Farm irrigation system evaluation: A guide for management, Utah State University Press, pp. 155-175.
7.Piri, H. 2012. Technical evaluation of drip irrigation systems (Case study: Sarbaz city). Water Resources Engineering, 5: 12. 19-36. (In Persian)
8.Marofpour, I., and Ebrahimpour, M. 2014. Investigation and technical evaluation of trickle irrigation systems in Kurdistan province. Iranian Water Researches Journal, 8: 2. 197-205. (In Persian)
9.Ojaghlou, H., Bigdeli, Z., and Shirdeli, A. 2017. Assessment of wind velocity effect on technical performance of semi-portable sprinkling irrigation systems in Zanjan province. Irrigation and Water Engineering, 7: 4. 97-107. (In Persian)
10.Ahmadaali, K., Ramezani Etedali, H., and Hosseini Pazhouh, N. 2017. Assessment of modern irrigation systems in Qom province. Iranian Journal of Irrigation & Drainage,11: 5. 736-749. (In Persian)
11.Arya, C.K., Purohit, R.C., Dashora, L.K., Singh, P.K., and Kothari, M. 2017. Performance evaluation of drip irrigation systems. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 6: 4. 2287-2292.
12.Hailu, T.W. 2017. Hydraulic performance evaluation of integrated operation of pressurized irrigation system: (Case study at Alamata Woreda, Selam Bkalsi farm area). American Journal of Environmental Engineering, 7: 2. 47-52.
13.Abshiro, F.K., and Singh, P., 2018. Evaluation of Irrigation Scheduling for Sprinkler Irrigation System under Existing Condition in Beles Sugar Development Project, Ethiopia. Irrigation and Drainage System Engineering, 7: 1.
14.Kiani, A., shaker, M., and Tabarsa, R. 2018. Assessment of implemented sprinkler irrigation systems in Golestan province. Journal of Water and Soil Conservation, 24: 6. 257-270. (In Persian)
15.Naderi, N., Ghadami Firouzabadi, A., and Froumadi, M. 2018. Technical Evaluation of Different Sprinkler Irrigation Systems in Field Condition. Journal of Water Research in Agriculture, 32: 3. 429-439. (In Persian)
16.Bakhtiari, S., Mohseni Movahed, S., Moghaddasi, M., and Davoudmaghami, D. 2020. Performance evaluation of semi-portable sprinkler irrigation systems in Markazi Province. Iranian Water Researches Journal, 14: 1. 9-18. (In Persian)
17.Mohammadi, M., Azizi Mobaser, J., and Raoof, M. 2020. Technical Evaluation of Movable Sprinkler Solid-Set Irrigation Systems in Ardabil Plain. Journal of Water Research in Agriculture, 34: 3. 335-373. (In Persian)
18.Instructions Combined irrigation. 2021. Office of the executor of the new irrigation systems development project, pp. 1-820.
19.http://www.chbmet.ir (General Department of Meteorology of Chaharmahal and Bakhtiari province).
20.Wilcox, L. 1955. Classification and use of irrigation waters (No. 969). US Department of Agriculture.
21.Dargahi, Z., Nazari, B., Ramezani Etedali, H., and Mazandranizadeh, H. 2018. Evaluation of modern irrigation systems based on economic water productivity and irrigation efficiency indices in Qazvin province. Iranian Journal of Irrigation & Drainage,12: 3. 683-695. (In Persian)
22.Siosemarde, M., and Bayazidi, M. 2011. Technical evaluation of fixed classical sprinkler irrigation systems in a case study of West Azerbaijan-Mahabad province. Water Resources Engineering, 4: 8. 63-76. (In Persian)
23.Mobaraki, M., Afrasiab, P., and Piri, H. 2020. Technical Evaluation of Drip Irrigation Systems Implemented in Bushehr Dashtestan City. Iranian Water Researches Journal, 14: 4. 163-177.(In Persian)
24.Ashiri, M., Hooshmand, A., and Broomandnasab, S. 2016. Technical Evaluation of Drip Irrigation Systems (Case Study: Shahid Rajaayi Agro-Industry - Dezful). Irrigation Sciences and Engineering, 39: 2. 79-88. (In Persian)
25.Shaker, M., Hesam, M., Kiani, A.,and Zakerinia, M. 2014. Technical evaluation of implemented drip irrigation systems in the gardens of Golestan Province. Journal of Water and Soil Conservation, 21: 4. 261-274.(In Persian)
26.Yeganeh, Z., Behmanesh, J., and Rezaei, H. 2011. Technical evaluation of drip irrigation in some gardens of Marand city. Water Research in Agriculture,26: 4. 449-460. (In Persian)
27.Zare, A., Zare Qanat Noei, H., and Rasannejad, H. 2019. Preparation of a description of services for monitoring the maintenance and operation of modern irrigation systems and its role in the sustainability of these systems (Case study of Faryab plain of Jiroft). The first congress between International and Fourth National Congress of Irrigation and Drainage of Iran, Urmia, pp. 1-8.(In Persian)