به منظور ارزیابی روشهای آبیاری بارانی کلاسیک در منطقه گرگان، این طرح در سه مزرعه جداگانه که در آنها روش آبیاری بارانی کلاسیک طرح و اجرا شده بود، مورد مطالعه قرار گرفت. ارزیابی در دو مزرعه هر کدام به ازای سه بار آبیاری و در یک مزرعه به ازای دو بار آبیاری در طی فصل رشد گیاه انجام پذیرفت. ارزیابی ها نشان دادند که اجرای روشهای آبیاری بارانی با تحقق عالیه ایده های توسعه این روشها سازگار نیست و فاصله وضعیت موجود با اهداف اجرای طرح در حد غیرقابل قبول است. از مسایل عمده در این ارزیابیها می توان به عواملی نظیر: عدم تطابق طراحی یا اجرا، عدم نظارت مستمر پس از اجرا، اطلاعات ناکافی از بهره وری روش، عدم تطابق میزان آب مصرفی با نیاز گیاه، ارزش گزاریها بر اساس کمیت اجرای طرح و ایفای نقش موثرتر بخش تجاری بر بخش فنی اشاره نمود. مقادیر متوسط توزیع یکنواختی، ضریب یکنواختی و راندمان حقیقی با کاربرد کمترین ربع برای مزرعه 1 به ترتیب عبارتست از 59.5، 69.7 و 50.5 درصد و برای مزرعه 2 برابر با 70.3، 82 و 50.2 درصد و برای مزرعه 3 مقادیر 69.8، 6.79 و 45.6 درصد حاصل شده است.  

بخش کشاورزی بزرگ ترین مصرف کننده آب در ایران بوده و با محدود شدن منابع آب، نیاز به افزایش کارایی مصرف آن ضروری است. شبکه آبیاری و زهکشی حسنلو به عنوان قسمتی از پروژه بزرگ شبکه آبیاری-زهکشی دشت نقده، یکی از بزرگ ترین طرح های کشور در زمینه توسعه سامانه های آبیاری تحت فشار است. اراضی شبکه حسنلو بر اساس فشار موجود به سامانه های آبیاری بارانی، سطحی و هیدروفلوم مجهز شده است. در این تحقیق از سامانه های اطلاعات جغرافیایی به عنوان ابزاری جهت جمع آوری، مدیریت، پردازش و نمایش اطلاعات مکانی در فاز اول پروژه حسنلو در ارزیابی مدیریت آب این طرح استفاده شد. برای این منظور ابزاری برای محاسبه ضریب یکنواختی و ضریب یکنواختی توزیع در آبیاری بارانی طراحی و برای شبیه سازی و ارزیابی یکنواختی تک رایزر یا چند رایزر در سامانه GIS تهیه و الحاق شد. همچنین داده برداری میدانی آبدهی آبپاش ها و فشار واقعی زمان بهره برداری انجام پذیرفت. نتایج نشان داد فشار سر آبپاش ها به طور مکانی-زمانی از 5/0 تا 9/3 بار متغیر و ضریب یکنواختی پروژه کمتر از 50% بوده که بیانگر مدیریت ضعیف آبیاری بارانی در این پروژه بوده و همچنین در بین بهره برداران از رضایت نسبی حداقلی برخوردار است.

آزمایش های لازم برای تعیین اثر مقادیر مختلف آب آبیاری روی پنبه، به مدت دو سال زراعی در ایستگاه تحقیقات پنبه هاشم آباد گرگان اجرا شد. در این پروژه پنج تیمار مقدار آب آبیاری شامل 100%=T1، 75%=T2، 50%=T3، 25%=T4، 0%=T5 آب مورد نیاز، در سه تکرار با استفاده از سیستم بارانی کلاسیک و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی مطالعه شدند. تیمارهای آبیاری بر ارتفاع بوته، تعداد قوزه در بوته و عملکرد کل وش در سطح احتمال یک درصد و بر وزن قوزه در سطح احتمال پنج درصد تأثیر معنی داری داشته است. در بررسی جدول تجزیه واریانس مرکب، بین تیمار T1، T2 و T3 اختلاف معنی داری از نظر عملکرد وش وجود نداشت. با این حال از نظر عددی، محصول تولیدی در تیمار T3 به ترتیب 22 و 16 درصد بیش از تیمار T1، T2 بوده است. کارآیی نسبی مصرف آب نیز در این تیمار بیش از سایر تیمارها بوده است. بنا بر این در تر سالی هیدرولوژیکی، آبیاری مزارع پنبه به اندازه 50 درصد نیاز آبی قابل توصیه است. مقدار آب مورد نیاز پنبه در مناطق مرطوب در گزینه فوق معادل 3200 متر مکعب در هکتار خواهد بود. با توجه به نتیجه این پژوهش اصلاح نیاز آبی پنبه در شمال ایران و کاهش مقدار رسمی آن ضروری به نظر می رسد.

برای بررسی اثر درصد آب مصرفی و زمان قطع آب آبیاری در روش آبیاری بارانی بر میزان عملکرد و کارآیی مصرف آب در ارقام مختلف گندم، آزمایشی با استفاده از طرح آماری کرت های نواری دو بار خرد شده (Strip Split Plot) در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سال های 1385 تا 1387 در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی، ایستگاه طرق، در سه تکراربه اجرا درآمد. تیمارهای مربوط به سطوح آب آبیاری (70، 85، و 100 درصد نیاز آبی کامل) در کرت های عمودی و تیمارهای مراحل قطع آبیاری (بدون قطع آبیاری- آبیاری کامل، قطع آب در مرحله ساقه رفتن، و قطع آب در مرحله گرده افشانی) در کرت های افقی قرار گرفتند. همچنین، سه رقم الوند، توس، و گاسکوژن درکرت های فرعی آزمایش، به عنوان رقم های مورد بررسی، انتخاب شدند. عملکرد گندم در سه سطح آبیاری 70، 85، و 100 درصد به ترتیب برابر با 3182، 4639، و 4748 کیلوگرم در هکتار به دست آمد. از نظر آماری تفاوت معنی داری بین عملکرد دو تیمار 85 و 100 درصد دیده نمی شود. بیشترین میزان کارآیی مصرف آب با 1.849کیلوگرم به ازای هر مترمکعب در تیمار 85 درصد آب مصرفی به دست آمده است. آبیاری کامل (بدون قطع آبیاری) با عملکرد 4557 کیلوگرم در هکتار بیشترین عملکرد را نشان می دهد. عملکرد در تیمار قطع آب در مرحله ساقه رفتن و گرده افشانی به ترتیب برابر با 4195 و 3817 کیلوگرم در هکتار است. بین دو تیمار آبیاری کامل و قطع آب در مرحله ساقه رفتن اختلاف معنی دار دیده نمی شود. قطع آب در مرحله ساقه رفتن بیشترین میزان کارآیی مصرف آب را دارد (1.778 کیلوگرم به ازای هر مترمکعب). رقم الوند بیشترین عملکرد (4447 کیلوگرم در هکتار) و کارآیی مصرف آب (1.718 کیلوگرم به ازای هر مترمکعب) را دارد. نتایج این پژوهش بیانگر آن است که با در نظر گرفتن میزان عملکرد، میزان آب مصرفی، و کارآیی مصرف آب هرگاه کمبود آب جدی نیست آبیاری کامل و در زمان مواجه با کمبود آب، سطح 85 درصد آب مصرفی و نیز قطع آب در مرحله ساقه رفتن قابل توصیه است.

یک برنامه کامپیوتری (مدل) به نام SPRINKLER Mod برای طراحی و شبیه سازی هیدرولیکی سیستم های آبیاری بارانی تهیه گردید. در این مقاله به نحوه شبیه سازی توزیع فشار و دبی آبپاش ها در طول لوله های فرعی پرداخته می شود. این مدل قادر به طراحی دو نوع لوله های فرعی (که استفاده از آنها در کشور متداول می باشد) شامل لوله های فرعی با آبپاش های ثابت و با آبپاش متحرک می باشد. نتایج حاصل از شبیه سازی به صورت جدول و یا نمودار روی صفحه مانیتور قابل رویت است. این برنامه کامپیوتری توانایی طراحی لوله های فرعی با یک قطر ثابت و و یا دو قطر مختلف همراه با شیب طولی یک نواخت و یا غیریکنواخت را داراست. نمودار درصد تغییرات فشار آبپاش ها به ازا قطرهای داخلی مختلف لوله فرعی توسط مدل قابل ترسیم است. از فرمول هیزن- ویلیامز برای انجام محاسبات مربوط به افت اصطکاکی استفاده شد. پارامترهای ورودی شامل نوع لوله فرعی، فشار و دبی متوسط کارکرد آبپاش ها، فواصل قرارگیری آبپاش ها، فاصله اولین آبپاش تا ابتدای لوله فرعی، تعداد آبپاش ها، ارتفاع پایه آبپاش، ضریب افت اصطکاکی هیزن- ویلیامز و شیب طولی یا رقوم ارتفاعی لوله فرعی در محل هر آبپاش می باشد. شبیه سازی هیدرولیکی لوله فرعی به گونه ای صورت می گیرد که میانگین فشار و یا دبی آبپاش ها برابر با فشار و یا دبی متوسط کارکردی که توسط کاربر برای آبپاش ها تعیین شده، گردد. شبیه سازی لوله های فرعی با استفاده از روال های تکراری انجام پذیرفت. از روش حل عددی نیوتن- رافسون برای محاسبه فشار هر یک از آبپاش ها در لوله های فرعی با آبپاش متحرک استفاده گردید. برای ارزیابی مدل، نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج طراحی کلاسیک مورد مقایسه قرار گرفت. از آن جایی که معادلات لازم برای طراحی کلاسیک لوله های فرعی با آبپاش متحرک در منابع علمی ارایه نشده است، روابط مورد نیاز استخراج گردید. میانگین قدر مطلق درصد اختلاف نتایج محاسبه فشار مورد نیاز در ابتدای لوله های فرعی با آبپاش ثابت با شیب های مختلف با یک قطر ثابت و دو قطر مختلف به ترتیب 0.3 و 0.7 درصد و در مورد لوله های فرعی با آبپاش متحرک برابر با 0.1 درصد به دست آمد.

تامین نیاز آبی چغندرقند با روش های نوین آبیاری نظیر آبیاری بارانی، آبیاری قطره ای، و آبیاری زیرسطحی موضوعی است که به دلیل طولانی بودن دوره رشد این گیاه و نیاز آبی نسبتا زیاد آن درخور اهمیت فراوان است. این تحقیق با هدف بررسی تاثیر روش های آبیاری سطحی (جویچه ای) و آبیاری بارانی روی عوامل کمی و کیفی محصول چغندرقند و همچنین مقایسه میزان آب مصرفی و کارایی مصرف آب در روش های آبیاری مذکور در سال 1380 در منطقه کمال آباد کرج در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایش عبارت بودند از: 1- آبیاری بارانی در کرت هایی به ابعاد72×30 متر، 2- آبیاری جویچه ای معمولی در کرت هایی به ابعاد 82×4 متر و 3- آبیاری جویچه ای با کاهش دبی جریان در کرت های به ابعاد 82×4 متر. میزان آب آبیاری در هر نوبت در تیمار آبیاری بارانی با روش پنمن -مانتیت برای چغندرقند در منطقه کرج برآورد و اعمال گردید. تیمار آبیاری جویچه ای معمولی بر اساس عرف کشاورزان محلی در نظر گرفته شد. در تیمار آبیاری جویچه ای با کاهش دبی جریان، دبی جریان ورودی به جویچه ها به اندازه 0.8- 0.7 دبی جویچه ای معمولی بعد از رسیدن آب به انتهای شیار بود. نتایج نشان داد که صفات عیار قند ناخالص، ناخالصی های ریشه (پتاسیم، سدیم، و نیتروژن آلفا)، عیار قند خالص، ضریب استحصال، قند ملاس، وزن اندام هوایی، وزن ریشه، شکر ناخالص، و شکر خالص تحت تاثیر سه روش آبیاری اختلاف معنی داری در سطح 5 درصد ندارند. میزان آب مصرفی، کارایی مصرف آب برای وزن ریشه، و کارایی مصرف آب برای شکر ناخالص تحت اثر روش های آبیاری در سطح 5 درصد اختلاف معنی داری نشان داد و روش آبیاری بارانی بر دو روش دیگر برتری داشت. آبیاری بارانی نسبت به آبیاری جویچه ای معمولی 31 درصد کاهش در میزان مصرف آب آبیاری و 55 درصد افزایش در کارایی مصرف آب (بر اساس وزن ریشه) نشان داد. روش آبیاری جویچه ای با کاهش دبی جریان در وزن ریشه و کارایی مصرف آب (بر اساس وزن ریشه) در سطح 5 درصد با روش آبیاری بارانی اختلاف معنی داری نداشته لذا قابلیت رقابت با آن را دارد.

افزایش بهره وری آب، عامل کلیدی برای رفع بزرگ ترین چالش کنونی بخش کشاورزی در مناطق کم آب یعنی تولید بیشتر با آب کمتر است. این پژوهش به بررسی واکنش ارقام مختلف گندم نسبت به آب، کارآیی مصرف آب با استفاده از روش آبیاری بارانی تک شاخه ای پرداخته است. چهار مقدار آب(W4 ,W3 ,W2 ,W1)  بر اساس فاصله از خط لوله فرعی آبیاری بارانی به عنوان عامل اصلی ثابت و شش رقم گندم C1) تا  (C6که به صورت تصادفی در داخل هر تیمار آبیاری توزیع شده بودند، تحت یک آزمایش کرت های خرد شده با چهار تکرار مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج بررسی نشان داد که عملکرد گندم تحت تاثیر تیمارهای آبیاری و ارقام می باشد. وجود باران مناسب در طی فصل رشد گندم عامل تخلیه بیشتر رطوبت از نیم رخ خاک در تیمارهای کم آبیاری نسبت به تیمارهای آبیاری کامل بوده و بیشترین تغییرات در لایه سطحی خاک اتفاق افتاد. به طورکلی با کاهش مقدار آب آبیاری در آبیاری تکمیلی مقدار کارآیی مصرف آب افزایش یافت. مقادیر بهینه آب آبیاری برای حصول به حداکثر عملکرد در ارقام فوق در دامنه 290 تا 320 میلی متر در نوسان بود. بیشترین و کمترین کارآیی مصرف آب به ترتیب برای ارقام 1.48) C5کیلوگرم بر مترمکعب) و  1.3) C1کیلوگرم بر مترمکعب) به دست آمد. بهترین عملکرد دانه گندم برای حصول به حداکثر بهره وری آب از 4100 کیلوگرم بر هکتار در رقم  C1تا 4900 کیلوگرم بر هکتار در رقمC3 در نوسان بود.

تخمین صحیح نیاز آبی گیاهان برای حفاظت از منابع آبی کشور بسیار مهم است. لیکن در بیشتر مطالعات انجام شده در ایران برای تخمین تبخیر - تعرق گیاه از آمار بلندمدت هواشناسی استفاده می شود. این در حالی است که حتی داده های همزمان ایستگاه های هواشناسی غیرکشاورزی می تواند به کم یا فرآبرآورد تبخیر - تعرق گیاه منجر شود. بنابراین ضرورت دارد کارشناسان و متخصصان آبیاری از میزان خطای برآورد تبخیر - تعرق محاسبه شده با استفاده از آمار بلندمدت هواشناسی آگاه باشند. هدف از این مطالعه، ارزیابی دقت تخمین تبخیر - تعرق گیاه مرجع با استفاده از آمار بلندمدت هواشناسی به جای آمار همزمان در مدیریت های آبیاری - قطره ای و بارانی بود. به این منظور، آمار سال های 1995 تا 2009 در سه ایستگاه هواشناسی اصفهان، هواشناسی کبوترآباد اصفهان و فرودگاه شهید بهشتی اصفهان برای ارزیابی انتخاب شد. نتایج نشان داد حداکثر مقدار خطای میانگین مربعات نسبی (n-RMSE) در صورت استفاده از آمار بلندمدت هواشناسی (تخمینی) به جای آمار همزمان هواشناسی (واقعی) برای محاسبه تبخیر - تعرق در مدیریت آبیاری قطره ای 24 درصد، در مدیریت آبیاری بارانی 18 درصد، در فصل بهار 22 درصد، در فصل تابستان 20 درصد، در فصل پاییز 44 درصد و در فصل زمستان 56 درصد بدست آمد. بر پایه نتایج این مطالعه، آمار بلندمدت هواشناسی قابلیت کاربرد در مدیریت کم آبیاری را ندارند. از سویی با توجه به حساسیت بیشتر سیستم آبیاری قطره ای به تنش رطوبتی در مقایسه با سیستم آبیاری بارانی، استفاده از آمار بلندمدت در تخمین تبخیر - تعرق به منظور برنامه ریزی آبیاری قطره ای، توصیه نمی شود. در نهایت، استفاده از ایستگاه های هواشناسی اتوماتیک و استفاده از آمار همزمان برای مدیریت آبیاری دقیق، بویژه برای اعمال مدیریت کم آبیاری در شرایط بحران کمبود آب توصیه می شود.