یکی از مسایل طراحی تاسیسات آبیاری، کنترل رسوب در محل ورود آب به شبکه های آبیاری است. شرایط کیفی آب مورد نیاز جهت کشاورزی ایجاب می کند که مواد رسوبی و جامد موجود در آب و در محل ورود به آبگیرها و کانال های آبیاری کنترل شده و به حد مجاز کاهش یابد. این عمل با ساخت حوضچه رسوبگیر عملی می شود. هر چه حوضچه رسوبگیر بزرگتر ساخته شود، عمل رسوبگیری بهتر انجام گرفته ولی هزینه ساخت آن بیشتر می شود. در ارتباط با تحلیل حوضچه های رسوبگیر، مدل های ریاضی مختلفی ارایه شده است. بیشتر این مدل ها، ارتباط بین راندمان حوضچه و متغیرها و پارامترهای موثر بر آن را به صورت روابط ریاضی نشان می دهند. در این پژوهش، یک نرم افزار کامپیوتری برای طراحی حوضچه های رسوبگیر ارایه شده که به کمک آن می توان متغیرهای طراحی (طول، عرض، ارتفاع، شیب و سرعت جریان آب در حوضچه) را به گونه ای تعیین کرد که حوضچه علاوه بر داشتن ویژگی های فنی مورد نظر، با کمترین هزینه ممکن ساخته شود. در تهیه این نرم افزار از مبحث برنامه ریزی ریاضی و الگوریتم شمارش ضمنی الفبایی استفاده شده است. چگونگی به کارگیری این نرم افزار، در مثالی که به ارزیابی هزینه ساخت دو حوضچه رسوبگیر موجود در کنار سد انحرافی نکوآباد (شبکه آبیاری زاینده رود اصفهان) پرداخته شده، نشان دادکه راندمان این دو حوضچه 50.6% و 46.5% بوده که اگر به گونه ای بهینه ساخته می شدند، به ترتیب 18% و 6% در هزینه ساخت آنها صرفه جویی می شد.

یکی از عوامل محدودکننده توسعه بخش کشاورزی آب در دست رس است که با میزان بارندگی هم بستگی شدیدی دارد. در نظرگرفتن بارندگی به عنوان یکی از عوامل مهم عدم حتمیت در تعیین الگوی بهینه کشت، از مواردی است که مورد غفلت قرار گرفته است. در مطالعه حاضر، تاثیر عامل بارندگی بر الگوی بهینه کشت و درآمد ناخالص کل در شبکه آبیاری سمت راست سد انحرافی نکوآباد واقع در استان اصفهان بررسی شد. مدل مورد استفاده، مدل بهینه سازی با عواملی کنترل کننده میزان محافظه کاری بود. داده های مورد نیاز مطالعه از سازمان جهاد کشاورزی و شرکت میراب زاینده رود استان اصفهان برای سال کشاورزی 1388 گرفته شد. یافته ها نشان داد که عامل بارندگی بر سطح زیرکشت و درآمد ناخالص کل تاثیری مثبت دارد. در سطح احتمال انحراف هر محدودیت از کران خود به مقدار 0.1 (p=0.1) درآمد ناخالص کل از 197 به 233 میلیارد ریال و سطح زیرکشت از 7241 به 10726 هکتار افزایش می یابد. بنابراین، با توجه به نقش تاثیرگذار بارندگی بر تصمیم گیری کشاورزان در تعیین ترکیب محصولات کشاورزی، توصیه می شود به این عامل در سطح سیاست گزاری بیش تر توجه شود.

این پژوهش به ارائۀ نوعی روش جامع کاربردی در ارزیابی عملکرد فنی سامانۀ بهره‏برداری اپراتور محور در توزیع آب سطحی تحت شرایط مختلف کمبود تأمین آب در یک شبکۀ آبیاری می‏پردازد. برای این منظور، از مدل شبیه‏ساز انتگرالی ـ تأخیری برای شبیه‏سازی توزیع جریان در کانال‏های اصلی و فرعی شبکۀ آبیاری نکوآباد اصفهان بهره‏گرفته شد. شرایط مرزی مدل شبیه‏ساز بر اساس تحلیل آمار تاریخی از سامانۀ تأمین آب سطحی در محل بند انحرافی و در قالب 7 سناریوی منتخب شامل شرایط نرمال تا شرایط کم‏آبی ملایم تا حاد انتخاب شد. ارزیابی فنی سامانه بهره‏برداری شامل: 1) تحلیل زمانی دبی تحویلی به آبگیرها و محاسبۀ میانگین روزانه کفایت توزیع آب در محل 13 آبگیر درجۀ 2 و 149 آبگیر فرعی و 2) تحلیل مکانی پراکندگی شاخص یادشده در سطح شبکه در قالب نقشه‏های پهنه‏بندی کفایت توزیع آب تحت هر سناریوی بهره‏برداری بود. نتایج از الگوی غالب و تکرار شوندۀ کاهش کفایت توزیع آب از محل منبع به سمت پایین‏دست در کانال اصلی و در هر 13 کانال درجۀ 2 بود. دامنۀ تغییرات میانگین روزانۀ شاخص کفایت توزیع آب سطحی به ترتیب در سناریوی نرمال تا سناریوهای کم‏آبی 10%>، 10-15%، 15-20%،20-30%، 30-40% و <40% برابر با 95-64%، 56-90%، 54-89%، 50-89%، 49-86%، 46-86% و 77-33% به دست آمد. همچنین نقشه‏های پهنه‏بندی مکانی کفایت توزیع آب حاکی از الگوی واضحی از ناکارآمدی سامانۀ بهره‏برداری در توزیع کافی آب سطحی تحت سناریوهای کم‏آبی ارائه کرده و مناطق آسیب‏پذیر شبکه را مشخص کرد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

این پژوهش با هدف کلی معرفی خودکارسازی سامانه های بهره برداری آب سطحی، به عنوان یک روش کارآمد در کاهش تلفات آب در بخش کشاورزی انجام شد. در این راستا، وجه فنی مربوط به توسعه سامانه های بهره برداری مدنظر در پروژه­های مدرن­سازی شبکه­های آبیاری ملاک عمل قرار گرفت. در این راستا عملیات میدانی وسیعی به­منظور جمع­آوری اطلاعات موجود و اندازه گیری­های میدانی در بخش آب سطحی (سامانه کانال­های روباز و سازه­های هیدرولیکی وابسته آن) انجام شد. در ادامه شبیه­سازی فرایند توزیع آب سطحی تحت سناریوهای بهره برداری نرمال و خشکسالی صورت گرفت تا تحلیل زمانی- مکانی و ارزیابی نحوه توزیع آب سطحی بین واحدهای زراعی درجه سه میسر گردد. در این ارتباط مدل سازی سامانه های هوشمند توزیع آب سطحی با بهره­گیری از توسعه سامانه های کنترل خودکار غیرمتمرکز PI به منظور بررسی تأثیر مدرن­سازی سامانه توزیع آب سطحی نیز انجام شد. نتایج شبیه­­سازی، میزان بهبود شاخص کفایت توزیع آب سطحی در آبگیرهای بالادست، میان­دست و پایین­دست شبکه برای سامانه کنترل خودکار غیرمتمرکز PI در محدوده 10-7 درصد، 15-5 درصد و 15-4 درصد در سناریوهای مختلف بهره برداری کم­آبی را نشان داد. به­طور مشابه، میزان بهبود شاخص پایداری توزیع آب سطحی به ترتیب 25-4 درصد، 41-9 درصد و 42-9 درصد به دست آمد. میزان بهبود شاخص عدالت توزیع آب سطحی پس از خودکاسازی در محدوده 13-3 درصد در سناریوهای مختلف حاصل شد. نتایج حاکی از آن است که تحت سناریوی نرمال، با به کارگیری سامانه­ کنترل خودکار PI آبگیرهای بالادستی و میان­دستی در تمام آبگیرها توزیع آب در وضعیت مطلوب قرار گرفت. نتایج تحلیل زمانی و مکانی صورت گرفته در این پژوهش حاکی از الگوی واضحی از ناکارآمدی سامانه بهره برداری در توزیع آب سطحی تحت سناریوهای کم­آبی ارائه کرده و نقشه­های پهنه­بندی مناطق آسیب­پذیر شبکه را مشخص نمودند. لازم به ذکر است که متدولوژی توسعه داده شده دراین پژوهش قابلیت پیاده­سازی در حدود دو میلیون هکتار از اراضی فاریاب کشور را دارد که تحت پوشش 120 شبکه آبیاری و زهکشی قرار گرفته­اند.