برای تولید نیازهای غذایی جمعیت در حال رشد جهان، لازم است بهره وری آب کشاورزی افزایش یابد. بخش عمده این افزایش باید به واسطه سرمایه گذاری های مرتبط با بهبود عملیات های آبیاری و زهکشی در اراضی کشاورزی موجود حاصل شود. هزینه بالای اجرای طرح های زهکشی و محدودیت های مالی، اجرای این طرح ها را با چالش روبرو می کند، لذا به منظور استفاده بهینه از منابع مالی موجود، اولویت بندی مکانی اجرا، امری اجتناب ناپذیر خواهد بود. در این پژوهش اولویت بندی مکانی زهکشی زیرزمینی در محدوده پروژه آبیاری و زهکشی البرز با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی مورد بررسی قرار گرفت. اولویت بندی بر مبنای داده های هدایت الکتریکی عصاره اشباع خاک و فاصله تا سطح ایستابی (عمق سطح ایستابی)، انجام شد. پس از تعیین حدود آستانه برای هر یک از عوامل موثر، مکان یابی انجام و نقشه های پهنه بندی استخراج شد. بعد از ترکیب نقشه های پهنه بندی شده، نقشه اولویت اجرای زهکشی زیرزمینی به دست آمد. برای انجام میان یابی از ابزار آنالیز زمین آمار نرم افزار ArcGIS استفاده شد. با توجه به نتایج، روش کریجینگ نتایج قابل قبولی را در در میان یابی ارایه داد. پس از پهنه بندی موقعیت های با اولویت های مختلف برای زهکشی، مشخص شد مساحتی در حدود 10300 هکتار (حدود 55 % از مجموع اراضی) در اولویت های اول و دوم اجرا قرار گرفت. این اراضی عموما در نیمه شمالی محدوده در نزدیکی دریای خزر بودند. مشکل اصلی در این مناطق شوری، ماندابی بودن اراضی یا تلفیقی از این دو عامل بود. با توجه به تاثیر زهکشی بر بهبود عملکرد برنج به عنوان یکی از اصلی ترین محصولات محدوده مورد مطالعه، اجرای سیستم های زهکشی برای اولویت های بالا توصیه می شود.

مدیریت نامطلوب آبیاری توام با زهکشی غیرکافی، اراضی زراعی در مناطق خشک و نیمه خشک را با خطرات ماندایی و شورشدن تدریجی و در نهایت فروسایی منابع خاک روبرو نموده است. هدف از تهیه این مقاله، معرفی دو مبحث نوین در زمینه زهکشی، که عبارتند از: لزوم نگرش جامع و اثر تغییرات اقلیم بر زهکشی اراضی می باشد. دلایل متعددی برای ضرورت تغییر دیدگاه ها در مورد "مفهوم زهکشی" و نگرش جامع بر آن وجود دارد که از آن جمله می توان به درجه پیچیدگی و تقابل منافع در برخی سامانه های مدیریت آب، بازنگری و اولویت بندی مجدد اهداف مدیریت منابع خاک و آب به علت تغییر ارزش های اجتماعی، تنزل اهمیت زهکشی به عنوان مساله ای مجزا لیکن مهم و ضرورت حضور فعال متخصصان علم زهکشی برای بازنگری موقعیت خود، اشاره نمود. گام نخست تغییر دیدگاه در مورد زهکشی، ارایه تعریفی نوین از زهکشی می باشد. "زهکشی عبارت است از مدیریت منابع خاک و آب به وسیله خارج نمودن آب سطحی اضافی و تنظیم سطح ایستابی کم عمق با هدف دستیابی به منافع اقتصادی، اجتماعی به همراه حفاظت از عملکردهای پایدار و شاخص زیست بوم می باشد. سامانه های زهکشی به طور معمول برای کاربرد در طولانی مدت و با فرض عدم تغییر شرایط اقلیمی طراحی می شوند در حالی که به علت گرم شدن هوای کره زمین و اثر گازهای گلخانه ای چنین فرضی نادرست می نماید. دامنه عدم قطعیت در شرایط اقلیمی و اثر آن بر سامانه های زهکشی، تعریف معیارهای جدید طراحی، کران های بحرانی، برنامه مقابله با حوادث پیش بینی نشده طبیعی و سیاست های مدیریت منابع آب را دشوار ساخته است. برنامه ریزان، مدیران، طراحان، پژوهشگران و مجریان سامانه های زهکشی با توجه به این عدم قطعیت و همچنین نقاط قوت و ضعف عملکرد زهکش ها و با هدف دستیابی به کشاورزی پایدار بایستی آماده تجدید نظر در روند توسعه سامانه های زهکشی، فناوری های مورد استفاده، الگوهای سازمانی و اعتباری، اولویت های تحقیقاتی و برنامه ریزی تجهیز نیروی انسانی باشند. چالش امروز، شناسایی راهبردهای کوتاه مدت برای مقابله با عدم قطعیت های بلندمدت در زمینه زهکشی است.

به منظور ارزیابی عملکرد سیستم زهکشی زیرزمینی، از مدل شبیه سازی شرایط غیرماندگار زهکشی، SWAP، استفاده شد. این مدل با استفاده از داده های روزانه اندازه گیری شده به مدت 120 روز طی سال 1385، در شبکه زهکشی ران بهشهر که شامل عمق سطح ایستابی، دبی خروجی از زهکش، شوری عصاره اشباع خاک و شوری زه آب خروجی از زهکش بود، مورد واسنجی قرار گرفت. واسنجی مدل SWAP به روش مدل سازی معکوس و از طریق اتصال آن به مدل WinPEST انجام شد. به منظور واسنجی پارامترهای کمی، دو تابع هدف به طور همزمان به منظور حداقل کردن اختلاف مقادیر شبیه سازی و اندازه گیری شده عمق سطح ایستابی و شدت زهکشی در نظر گرفته شد. همچنین برای واسنجی پارامترهای کیفی، تابع هدف کمینه کردن اختلاف بین مقادیر شبیه سازی و اندازه گیری شده شوری عصاره اشباع خاک تعریف شد. مقادیر شبیه سازی شده شدت تخلیه زهکش و سطح ایستابی تطابق خوبی با مقادیر اندازه گیری شده داشت. مقدار خطای مطلق برآورد سطح ایستابی و شدت زهکشی به ترتیب 7 و 4 درصد به دست آمد. زهکشی تجمعی اندازه گیری شده حدود 7.5 درصد (5.3 میلی متر) بیشتر از مقدار شبیه سازی شده بود. مدل SWAP همچنین توانست با دقت قابل قبولی شوری خاک و زه آب خروجی از زهکش را شبیه سازی نماید. نتایج این تحقیق نشان داد که با مدل سازی معکوس، عملکرد مدل SWAP به طور قابل توجهی بهبود یافت.

با ارزیابی عملکرد سیستم های زهکشی اجرا شده و بررسی نقاط قوت و ضعف آن ها، می توان نگاهی جامع تر برای طراحی و اجرای بهینه در طرح های آینده در اختیار برنامه ریزان و طراحان قرار داد. در همین راستا تحقیق حاضر در اراضی تحت زهکشی شرکت ران بهشهر به منظور ارزیابی عملکرد سیستم زهکشی زیرزمینی با پوشش پوسته برنج انجام شده است. برای مطالعات صحرایی 11 عدد پیزومتر بین دو خط زهکش زیرزمینی S3PD14 و S3PD15 نصب گردید. درطی فصول بارندگی در سال های 1383 و 1385، پارامترهای عمق سطح ایستابی و شدت تخلیه زهکش ها اندازه گیری شد. نتایج نشان داده است که عملکرد سیستم زهکشی زیرزمینی در کنترل سطح ایستابی و شدت تخلیه به دلیل گرفتگی پوشش اطراف لوله زهکش ضعیف بوده است زیرا در این تحقیق با این که عمق سطح ایستابی کمتر از حدکنترل سطح ایستابی مشاهده شد، اما شدت تخلیه کمتر از ضریب زهکشی طرح بود. همچنین زمانی که مقاومت جریان نزدیک شونده زیاد باشد نمی توان از معادله هوخهات جهت ارزیابی پارامترهای طراحی استفاده کرد، زیرا این معادله برای شرایط نرمال (بدون گرفتگی پوشش) صادق است.