3-1- مقدمه
طراحی و اجرای یک سیستم آبیاری ممکن است به‌نحو مطلوبی به انجام نرسیده باشد، بنابراین ارزیابی سیستم آبیاری بدان جهت ضروری است که برای مدیر مزرعه مشخص می‌گردد که آیا اجرای سیستم مناسب بوده و یا باید در تجهیزات سیستم آبیاری مزرعه تغییراتی ایجاد گردد. هدف از این ارزیابی، شناخت وضع موجود دستگاه آبفشان دوار می‌باشد که براساس آن بتوان در جهت بهبود وضعیت دستگاه و رفع نقاط ضعف آن تصمیم‌گیری نمود. با عنایت به موارد فوق و در جهت به نیل این اهداف، تحقیق حاضر در روی دستگاه آبفشان دوار موجود در مزرعه‌ی آقای قرایی واقع در استان سمنان صورت گرفت که در این فصل روش تدوین و انجام این طرح به تفضیل بیان شده است.

3-2- مشخصات محل اجرای آزمایش
اراضی مورد مطالعه در استان سمنان، شهرستان شاهرود و در روستای قلعه نو واقع شده بود. منطقه مورد نظر در ارتفاع 1380 متری از سطح دریا قرار داشت و از لحاظ تقسیمات اقلیمی جزء مناطق خشک محسوب می‌گشت. منطقه در موقعیت طول جغرافیایی 54 درجه و 97 دقیقه شرقی و عرض جغرافیایی 36 درجه و 42 دقیقه شمالی قرار گرفته بود.

3-3- اقلیم و هواشناسی
مطالعات هواشناسی در طراحی پروژه‌های آبیاری تحت‌فشار از اهمیت بالائی برخوردار است. عوامل و پدیده¬های اقلیمی در تشخیص و ارزیابی بیلان آبی یک منطقه و طراحی سیستم¬های آبیاری و زهکشی داخل مزارع نقش مهم و اساسی را به¬عهده دارند. شناخت دقیق عوامل آب و هوائی هر منطقه در تعیین ظرفیت سیستم آبیاری و انتخاب نوع کشت مؤثر می¬باشد. با توجه به آمار هواشناسی میانگین حداکثر درجه حرارت منطقه 1/33 درجه سانتی‌گراد و میانگین حداقل آن 7/2- درجه سانتی‌گراد می‌باشد. متوسط بارندگی سالانه نیز 156 میلی‌متر می‌باشد.

3-4- توپوگرافی
اراضی مورد نظر دارای شیب 01/0 درصد در جهت شرق به غرب و در جهت شمال به جنوب دارای شیب ناچیز می‌باشد.
3-5- مشخصات خاک
براساس نتایج حاصل از آزمایش خاک در مزرعه مورد مطالعه که در جدول (3-1) ارائه گردیده، بافت خاک از نوع لومی بوده و جزء خاک‌های با بافت متوسط طبقه‌بندی می‌شود. همچنین زمین مزرعه فاقد شوری و دارای خاک معمولی بوده است.

جدول 3-1- نتایج حاصل از آزمایش خاک
مشخصات مقدار
رس (درصد)
سیلت (درصد)
شن (درصد)
بافت خاک 23
36
41
لومی

3-6- منابع آب آبیاری
آب مورد نیاز برای آبیاری این اراضی از طریق دو حلقه چاه با دبی 30 و 44/13 لیتر در ثانیه تأمین می‌گشت. آب چاه‌های مذکور از طریق خط انتقال به یک استخر 1600 مترمکعبی واقع در قسمت شرقی مزرعه که دارای بالاترین رقوم ارتفاعی نسبت به مزرعه بود، منتقل می‌گشت.

3-7- مشخصات آب آبیاری
از بخش‌های اصلی مطالعات پایه در طرح شبکه‌های آبیاری و زهکشی مطالعات کیفیت منابع آب می‌باشد که از اهمیت بالایی برخوردار می‌باشد. جمع‌آوری اطلاعات صحیح و کامل در خصوص نوع، کیفیت و کمیت آب می‌تواند نقش مؤثری در اجرای موفقیت آمیز یک سیستم آبیاری تحت فشار داشته باشد. براساس نتایج حاصل از آزمایش خاک در مزرعه مورد مطالعه که در جدول (3-1) ارائه گردیده، آب مزرعه به لحاظ شوری دارای محدودیت کم تا متوسط بوده و از نظر نفوذپذیری فاقد محدودیت بود. اسیدیته آب نیز در محدوده مناسب قرار داشت.

مطلب مرتبط با این موضوع :  تهویه، مطبوع، سرمایش، گرمای، برج، کویل

جدول 3-2- خصوصیات شیمیایی آب آبیاری
مشخصات pH EC
dS/m آنیون‌ها (meq/lit) جمع آنیون‌ها کاتیون‌ها (meq/lit) جمع کاتیون‌ها
CO3 H2CO3- Cl- S2O4- Mg2+Ca2+ Na+ K+
نمونه آب 6/7 1 – 75/8 2/8 – 17 6/13 – 27/4 – 87/17

3-8- مشخصات سیستم آبیاری
مزرعه مورد مطالعه با سیستم آبفشان دوار مرکزی (عقربه‌ای) آبیاری می‌شد. طول فیزیکی سیستم‌های آبفشان دوار واقع در مزرعه 35/368 متر با طول دنباله 6/6 متری و دارای 5 اسپن (دهانه آبیاری) به طول‌های 6/47 متر و یک اسپن به طول 8/35 متر بود. قطر لوله لترال 2/167 سانتی‌متری بوده و دستگاه مساحتی برابر با 34 هکتار را تحت پوشش آبیاری قرار می‌داد.

3-8-1- مشخصات پمپ
با توجه به دبی 5/43 لیتر در ثانیه و هد مورد نیاز، مشخصات پمپ انتخابی جهت استفاده از سیستم آبیاری تحت فشار به روش آبفشان دوار در مزرعه مورد مطالعه به شرح جدول (3-3) می‌باشد.

جدول 3-3- مشخصات پمپ انتخابی جهت استفاده از سیستم آبفشان دوار
ارتفاع پمپ
(میلی‌متر) دبی کل
(مترمکعب بر ساعت) تعداد
پمپ قطر پروانه
(میلی‌متر) قدرت پمپ
(کیلووات) مقدار
جریان
(آمپر) فلنج مکش
(میلی‌متر) فلنج رانش
(میلی‌متر) دور موتور
(دور در دقیقه)
78/41 6/156 1 265 37 5/70 125 100 1450
نوع پمپ پمپ فشار قوی WKL 100-3 پمپیران

3-9- مراحل اجرای طرح در مزرعه
شکی نیست که در سال‌های اخیر به‌علت کمبود آب و نیاز به تولیدات کشاورزی روزافزون، استفاده بهینه از آب، بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. در کشور ما نیز به‌دلیل قرار گرفتن در اقلیم خشک و نیمه خشک و کمبود منابع آبی این نیاز به شدت احساس گشته و سبب توسعه استفاده از سیستم‌های آبیاری تحت فشار گردیده است. اما نکته تأمل برانگیز این است که چرا با وجود گذشت چند دهه از استفاده این سیستم‌ها، رشد و توسعه علمی با گسترش اجرایی آن هماهنگی نداشته است. با کمی درنگ و بررسی سیستم‌های اجراشده در کشور می‌توان به این مطلب رسید که عدم وجود نظارت پس از اجرای سیستم‌های آبیاری تحت فشار باعث شکست تعداد زیادی از طرح‌های این چنینی گشته است که ضرورت بررسی و ارزیابی سیستم‌ها را پس از اجرا نمایان می‌سازد. همچنین با توجه به ضعف کار گروهی در کشور، موارد کاربرد دستگاه‌های آبفشان دوار اغلب در کشت و صنعت‌ها دیده می‌شود و تعداد محدودی از مزارع خصوصی و بزرگ، اخیراً اقدام به بکارگیری این دستگاه‌ها در اراضی شخصی خود نموده‌اند. لذا با وجود مشکلات فراوان هماهنگی لازم با مالک مزرعه قرایی صورت گرفت و آزمایش به‌صورت مزرعه‌ای انجام شد.

3-9-1- معرفی آبپاش‌های مورد مطالعه
در این تحقیق به مقایسه دو آبپاش چرخشی با نام اختصاری آر 3000 و آبپاش اسپریر با نام اختصاری دی 3000 پرداخته شده است. در ادامه توضیحات مختصری درباره آبپاش‌ها داده می‌شود.

مطلب مرتبط با این موضوع :  کارگاه، حفاظت، مهندس، خطرات، کارگران، نقاله

1- آبپاش چرخشی آر 3000
این آبپاش ساخت شرکت نلسون می¬باشد که با هدف قطر خیس¬شده بیشتر با فشار کارکرد کمتر ساخته شده است. این آبپاش از نوع چرخشی است و صفحات انکسار جریان 4 و یا 6 شیاری دارد. در شکل (3-1) این آبپاش و اجزای آن نشان داده شده است.

شکل 3-1- آبپاش چرخشی

زاویه پاشش در این آبپاش بین 8 تا 12 درجه نسبت به افق است. فشار کارکرد آن بسته به صفحه انکسار جریان بین 15 تا 50 psi برابر 1 تا 4/3 اتمسفر است. قطر پاشش این آبپاش بین 2/15 تا 6/22 متر متغیر است.

2- آبپاش اسپریر دی 3000
این آبپاش نیز ساخت شرکت نلسون است. جایگزینی و تبدیل ساده به سایر آبپاش‌های سری 3000 و سیستم لپا از خصوصیات این آبپاش است. صفحه انکسار این آبپاش ثابت است و در نوع مسطح و شیاردار تولید شده است. تعداد شیارها بین 21 تا 36 عدد متغیر است. در شکل (3-2) این آبپاش و اجزای آن نشان داده شده است.

شکل 3-2- آبپاش اسپریر

فشار کارکرد این آبپاش بین 6 تا 40 psi، برابر با 41/0 تا 8/2 اتمسفر متغیر است. شدت‌پخش این آبپاش زیاد است. قطر خیس‌شده این آبپاش بین 4/13 تا 9/15 متر است.

جدول 3-4- مشخصات آبپاش‌های تحت مطالعه
نوع آبپاش شرکت سازنده زاویه پاشش نسبت به افق
(درجه) فشار کار
(psi) فشار کار
(atm) قطر پاشش
(m) تعداد شیار
چرخشی
(آر 3000) نلسون 12-8 50-15 4/3-1 6/22-2/15 6-4
اسپریر
(دی 3000) نلسون 10-8 40-6 8/2-41/0 9/15-4/13 36-21

3-10- آزمایش یکنواختی پخش آبپاش¬های چرخشی، اسپریر به¬صورت منفرد
آزمایش صورت گرفته در این تحقیق، مربوط به ارزیابی آبپاش¬های مورد مطالعه به‌صورت منفرد می‌باشد. جهت انجام این آزمایش آبپاشی که در فاصله حدوداً 350 متری از مرکز دستگاه قرار گرفته بود مد نظر قرار گرفت. درواقع با توجه به طول دستگاه¬ها بیشترین فاصله مشترک برای ارزیابی نفوذ آبپاش‌ها در نظر گرفته شد.
در این آزمایش تعداد 100 ظرف جمع‌آوری آب به‌صورت شبکه مربع شکل 18×18 مترمربع با فاصله 2 متر در 2 متر از یکدیگر چیده شدند، به‌طوری‌که آبپاش مورد نظر در مرکز این مربع قرار گیرد.
در شکل (3-3) چیدمان این ظروف نشان داده شده‌اند. ضمن اینکه آبپاش¬هایی که در طرفین قرار گرفته بودند، از مدار خارج شدند تا در شبکه چیده شده تنها آبیاری از طریق همان تک آبپاش انجام گیرد.

شکل 3-3- چیدمان ظروف آزمایش

در طول این آزمایش سرعت حرکت دستگاه صفر قرار داده شد که 30 دقیقه به طول انجامید. ضمناً با قرار دادن آبپاش درون سطل مدرج در مدت زمان مشخص دبی و با استفاده از فشارسنج فشار آن اندازه‌گیری شد.
برای هر یک از آبپاش¬ها این آزمایش دو بار (یکی در شرایط بدون باد و دیگری با وجود باد) صورت گرفت. البته الزاماً سرعت باد در آزمایش¬ها یکسان نبود و سرعت باد نیز در همه آزمایش¬ها در ارتفاع 2 متری اندازه¬گیری شد.
هدف از انجام این آزمایش محاسبه تلفات بادبردگی، شدت¬پخش متوسط و حداکثر می¬باشد. برای محاسبه درصد تلفات بادبردگی مراحل زیر صورت می‌گیرد:
– حجم آب خروجی از آبپاش: برابر حاصل¬ضرب دبی آبپاش در زمان آبیاری

مطلب مرتبط با این موضوع :  ویژوال، بیسیک، نت، راننده، پنجره، آژانس، فرمها، پرونده، امکانات، سرور، مشترکین، اپراتور

Q: دبی آبپاش بر حسب لیتر در ثانیه، T: زمان بر حسب ثانیه، V1: حجم آب خروجی از آبپاش بر حسب لیتر
– حجم آب رسیده به زمین: برابر حاصل¬ضرب عمق متوسط آبیاری در سطح آبیاری

N: تعداد ظروف حاوی آب، D: عمق متوسط آب دراین ظروف، V2: حجم آب رسیده به زمین برحسب لیتر

V1 و V2: به‌ترتیب حجم آب خروجی از آبپاش و رسیده به سطح زمین بر حسب لیتر و V3: تلفات بادبردگی بر حسب (%)
محاسبه شدت‌پخش متوسط و حداکثر نیز به‌صورت زیر انجام می‌گیرد:

: عمق متوسط آبیاری بر حسب میلی‌متر و T: زمان آبیاری بر حسب دقیقه و : شدت‌پخش متوسط می‌باشد.

D: حداکثر عمق آبیاری در ظروف جمع‌آوری آب بر حسب میلی‌متر، T: زمان برحسب دقیقه و
AR: شدت‌پخش حداکثر

3-11- محاسبات
در این تحقیق بعد از جمع‌آوری اطلاعات برداشتی و مرتب کردن داده‌ها، با استفاده از نرم‌افزار اکسل محاسبات انجام شد و منحنی‌های مورد نیاز رسم گردید. همچنین شکل شماتیک عمق پاشش آب در قوطی‌ها با استفاده از نرم‌افزار سورفر 7 رسم گردید.

فصل چهارم
نتیجه و بحث

4-1- مقدمه
در این مرحله از تحقیق لازم است شاخص¬های ارزیابی شده مورد بحث و تحلیل قرار گیرد تا براساس آن بتوان یک نتیجه¬گیری منطقی از عملکرد سیستم¬های آبیاری آبفشان دوار به عمل آورد. در این مطالعه شاخص‌هایی نظیر نظیر تلفات بادبردگی و تبخیر، شدت پخش و… توسط آزمایش‌های مختلف محاسبه گردید و نتایج با هم مقایسه شد که در ادامه، این نتایج و مقایسات و نمودارها ارائه شده است.

4-2- ارزیابی آبپاش‌ها به‌صورت منفرد
نتایج ارزیابی آبپاش‌ها به‌صورت منفرد در دو حالت بدون باد و با وجود باد در جداول (4-1) تا (4-4) ارائه شده است.

جدول 4-1- عمق پاشش در سطح خیس‌شده آبپاش چرخشی در شرایط بدون باد (میلی‌متر)
فاصله افقی،
عمودی از آبپاش (متر) 9 7 5 3 1 1 3 5 7 9
9 0 0 0 0 62/0 0 0 0 0 0
7 0 0 21/3 16/3 94/4 21/3 44/2 37/1 41/0 0
5 0 1/12 42/7 10/3 12/2 71/9 39/6 15/5 31/3 0
3 0 45/1 16/13 32/11 64/14 24/11 31/17 92/13 97/3 0
1 0 02/5 15/17 41/8 94/11 49/10 63/19 61/15 24/2 0
1 0 69/4 71/5 26/7 41/12 17/11 37/16 95/11 65/1 0
3 0 27/3 64/9 41/10 13/7 51/15 16/11 01/8 51/0 0
5 0 89/1 21/6 2/13 54/12 34/9 24/7 24/6 89/0 0
7 0 31/2 13/5 64/5 94/7 32/4 1/39 2/17 14 0
9 0 0 0 0 0 05/1 0 0 0 0

شکل 4-1- عمق پاشش در سطح خیس‌شده چرخشی در شرایط بدون باد (میلی‌متر)

جدول 4-2- عمق پاشش در سطح خیس‌شده چرخشی با وجود باد بر حسب میلی‌متر (سرعت 4 متر بر ثانیه)
فاصله افقی،
عمودی از
آبپاش (متر) 9 7 5 3 1 1 3 5 7 9
9 0 0 03/0 13/0 0 0 0 0 4/0 0
7 0 0 78/1 95/1 44/2 36/3 01/4 44/3 44/2 0
5 0 89/0 42/1 23/1 99/3 5/15 68/12 1/8 05/7 0
3 0 0 55/2 98/3 29/7 58/13 71/15 67/13 64/11 0
1 0 0 06/3 87/4 44/7 24/10 98/13 7/19 34/8 0
1 0 0 3/0 35/6 13/10 17/8 37/12 65/15 02/8 0
3 0 0 5/1 1/5 71/8 93/13 65/15 62/20 4/6 0
5 0 26/0 91/0 05/4 68/12 3/8 87/9 75/15 03/6 42/1
7 0 0 56/0 25/1 45/2 42/6 43/7 88/14 68/2 03/1
9 0 0 15/0 0 0 51/0 0 52/0 0 0

شکل 4-2- عمق پاشش در سطح خیس‌شده چرخشی با وجود باد بر حسب میلی‌متر (سرعت 4 متر بر ثانیه)

جدول 4-3- عمق پاشش در سطح خیس‌شده اسپریر در شرایط بدون باد (میلی‌متر)
فاصله افقی،
عمودی از آبپاش (متر) 9 7 5 3 1 1 3 5 7 9
9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
7 0 0 0 08/1 27/0 0 0 0 0 0
5 0 68/1 73/2 36/9 36/7 74/7 47/5 47/5 78/1 0
3 0 0 86/4 13/8 76/17 88/11 72/7 32/3 0 0
1 0 0 185/4 44/14 55/20 5/20 57/14 4/10 57/0 0
1 0 83/2 56/8 87/16 5/19 57/20 84/20 31/14 52/3 0
3 0 0 315/3 57/9 4/10 02/17 74/16 11/5 0 0
5 0 0 39/0 02/5 52/6 02/11 86/10 07/2 0 0
7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

شکل 4-3- عمق پاشش در سطح خیس‌شده اسپریر در شرایط بدون باد (میلی‌متر)

جدول 4-4- عمق پاشش در سطح