مقاله پژوهشی
مدیریت شبکه های آبیاری
ام البنی محمدرضاپور؛ میثم سالاری
چکیده
در این تحقیق، مدل بهینه‌سازی الگوریتم ژنتیک و چندجهانی برای بهینه سازی پارامترهای اصلی طراحی سیستم زهکشی زیرزمینی زمینه ای کشاورزی منطقه ای در اطراف شهرستان گرگان به کار گرفته شد. مساحت محدوده احداث سیستم زهکشی در حدود 200 هکتار بوده است. این محدوده به 25 قطعه ۸ هکتاری تقسیم شد. هزینههای طرح بر اساس وضعیت و مشاهدات اقتصادی ...
بیشتر
در این تحقیق، مدل بهینه‌سازی الگوریتم ژنتیک و چندجهانی برای بهینه سازی پارامترهای اصلی طراحی سیستم زهکشی زیرزمینی زمینه ای کشاورزی منطقه ای در اطراف شهرستان گرگان به کار گرفته شد. مساحت محدوده احداث سیستم زهکشی در حدود 200 هکتار بوده است. این محدوده به 25 قطعه ۸ هکتاری تقسیم شد. هزینههای طرح بر اساس وضعیت و مشاهدات اقتصادی روز کشور و بر مبنای اعداد و ارقام اجرایی واقعی کشور ایران در سال 1397محاسبه شدند. با استفاده از الگوریتم ژنتیک و چندجهانی، پارامترهای طراحی به گونه‌ای انتخاب شدند که منجر به کمترین هزینۀ اجرایی سیستم زهکشی زیرزمینی شوند. در این راستا، با تلفیق رابطۀ ماندگار هوخهات و الگوریتم‌های بهینه سازی، پارامترهای طراحی انتخاب گردیدند. نتایج نشان دادند که با در نظر گرفتن مقادیر اولیه 1/5، 2/25 و 2/5 به ترتیب برای پارامترهای شدت تخلیه یا زهکشی از واحد سطح (q)، فاصله لایه غیرقابل نفوذ تا زیر عمق نصب زهکش (D)، عمق تثبیت سطح ایستابی (در وسط دو زهکش) از سطح زمین (H) بهترین پارامترهای طراحی با استفاده از الگوریتم ژنتیک با توجه به معیارهای اجرایی زهکش ها شامل قطر، فاصلۀ زهکش ها، عمق بهینه و هزینه ها برای یک قطعه 8 هکتاری شامل 100 میلیمتر، 54 متر، 2/11 متر و 70/604 میلیون تومان بهدست آمده است. در الگوریتم جندجهانی نیز این مقادیر به ترتیب 100 میلی متر، 61/3 متر، 2/25 متر و 63/709 میلیون تومان به دست آمده است. مقادیر هزینۀ طرح با افزایش عمق مجاز نصب زهکش کاهش می‌یابد که کمترین و بیشترین هزینههای بهدست آمده در الگوریتم ژنتیک برای حداکثر عمق مجاز نصب 1/75 و 3/5 متر به ترتیب برابر با 110/226 و 51/814 میلیون تومان و در الگوریتم چندجهانی به ترتیب برابر با 110/223 و 51/782 میلیون تومان به دست آمد.
مقاله پژوهشی
مدیریت شبکه های آبیاری
مصطفی اصلانی؛ محمدجواد منعم؛ علی باقری
چکیده
عوامل آموزش و ترویج، چه در بهبود بهره وری منابع آب و چه در رعایت الگوی کشت مصوب توسط کشاورزان، از جمله عواملی است که بسیاری از شاخص های عملکرد شبکه های آبیاری را تحت تأثیر قرار می دهند. اثر این آموزش ها باید در پیوند با منابع آب، غذا، و انرژی در شبکه های آبیاری به صورت سیستمی بررسی شود. این آموزش ها در توسعۀ مدل مفهومی ...
بیشتر
عوامل آموزش و ترویج، چه در بهبود بهره وری منابع آب و چه در رعایت الگوی کشت مصوب توسط کشاورزان، از جمله عواملی است که بسیاری از شاخص های عملکرد شبکه های آبیاری را تحت تأثیر قرار می دهند. اثر این آموزش ها باید در پیوند با منابع آب، غذا، و انرژی در شبکه های آبیاری به صورت سیستمی بررسی شود. این آموزش ها در توسعۀ مدل مفهومی زنجیرۀ آب، غذا و انرژی (نکسوس) ذیل زیرسیستم های "محدودیت توسعه کشاورزی" و "راهکارهای رفع نیاز آبی تأمین نشده" در مرزهای شبکۀ آبیاری قزوین بررسی شدند. مدل کمّی ارائه شده در این بخش که از بررسی تحقیقات گذشته، مصاحبه ها و جمع آوری اطلاعات توسعه یافته است، شامل هشت زیرسیستم است که دو زیرسیستم به طور مستقیم تحت تأثیر متغیر آموزش قرار دارند. شاخص نکسوس به صورت ترکیب خطی از برخی شاخص ها از جمله شاخص های بهره وری آب، بهره وری انرژی، عملکرد محصول و کفایت تحویل آب تعریف شد. در این تحقیق، با در نظر گرفتن تغییرات افزایشی در میزان نفر ساعات آموزشهای ترویجی، در سه گزینۀ 20، 40 و 60 درصد، میزان تغییرات شاخص های کفایت شبکه و بهره وری آب کشاورزی و در نهایت شاخص نکسوس بررسی گردید. بیشترین میزان اثربخشی در گزینه 60 درصد افزایش در آموزش های ترویجی به دست آمد که برابر با 23/25 درصد بوده است. از طرفی، بالاترین سرعت اثربخشی در گزینۀ 20 درصد به مقدار 1/83 درصد مشاهده گردید. با توجه به نتایج به دست آمده میتوان به اهمیت تأثیر عامل آموزش در کنار دیگر عوامل فنی و مدیریتی در روند کلی بهبود سیستم اشاره کرد.
مقاله پژوهشی
مدیریت شبکه های آبیاری
سید حسن طباطبایی؛ سید مجید میرلطیفی؛ حسین دهقانی سانیج؛ اشکان شکری
چکیده
اثر استفاده از داده‌گواری بر افزایش دقت تخمین تبخیر-تعرق (ET) با استفاده از دو روش فیلتر کالمن جمعیتی(EnKF) و فیلتر ذره(PF) بررسی شد. مشاهدات و مدل مورد استفاده به ترتیب عبارت بودند از تبخیر-تعرق محاسبه شده با استفاده از روش سبال (روش مبتنی بر سنجش از دور) و مقادیر ET که به روش پیشنهادی نشریه فائو 56 برای شرایط غیر استاندارد محاسبه شدند. به منظور ...
بیشتر
اثر استفاده از داده‌گواری بر افزایش دقت تخمین تبخیر-تعرق (ET) با استفاده از دو روش فیلتر کالمن جمعیتی(EnKF) و فیلتر ذره(PF) بررسی شد. مشاهدات و مدل مورد استفاده به ترتیب عبارت بودند از تبخیر-تعرق محاسبه شده با استفاده از روش سبال (روش مبتنی بر سنجش از دور) و مقادیر ET که به روش پیشنهادی نشریه فائو 56 برای شرایط غیر استاندارد محاسبه شدند. به منظور ارزیابی کارایی روشهای مذکور، نتایج بدست آمده از سه رویکرد شامل الف) داده‌گواری به کمک PF، ب) داده‌گواری به کمک EnKF و ج) شبیهسازی بدون استفاده از داده‌گواری (OL)، با نتایج یک سامانه داده‌گواری دیگر که در آن رطوبت خاک با استفاده از مقادیر اندازهگیری شده رطوبت خاک به وسیله دستگاه TDR و حل عددی معادله ریچاردز محاسبه شده بود (BL)، مقایسه گردید. نتایج بدست آمده دلالت بر آن دارد که داده‌گواری با استفاده از روشهای PF و EnKF توانستند متوسط خطای سوگیری در برآورد رطوبت خاک در لایه توسعه ریشه را به ترتیب 7 و 9 درصد حجمی نسبت به OL کاهش دهند. همچنین داده‌گواری با PF و EnKF توانست nRMSE رطوبت خاک را نسبت به OL، 8 درصد کاهش دهد. بنابراین به کمک داده‌گواری میتوان به بهبود تخمین آب مصرفی و ارتقای مدیریت آبیاری دست یافت.
مقاله پژوهشی
مهندسی رودخانه
علی دان کو؛ حجت الله یونسی؛ مجتبی صانعی
چکیده
در زمان بروز سیلاب هایی با دبیهای بیشتر از دبی طرح در رودخانه‌ها و افزایش تراز سطح آب، احتمال اینکه عرشه پل به زیر آب رود زیاد است. در این شرایط، جریان عبوری از زیر عرشه به صورت تحت فشار رفتار خواهد کرد. با توجه به شکل طبیعی رودخانه ها که بیشتر به صورت مقطع مرکب است، پیشبینی میدان جریان در کانال های مرکب به علت ...
بیشتر
در زمان بروز سیلاب هایی با دبیهای بیشتر از دبی طرح در رودخانه‌ها و افزایش تراز سطح آب، احتمال اینکه عرشه پل به زیر آب رود زیاد است. در این شرایط، جریان عبوری از زیر عرشه به صورت تحت فشار رفتار خواهد کرد. با توجه به شکل طبیعی رودخانه ها که بیشتر به صورت مقطع مرکب است، پیشبینی میدان جریان در کانال های مرکب به علت ماهیت سه بُعدی جریان برای مهندسان هیدرولیک دشوار است. شرایط تحت فشار و اختلاف زبری بین کانال اصلی و سیلابدشت ها از عوامل پیچیدهتر شدن تحلیل پارامترهای هیدرولیکی جریان در کانال های مرکب است. در این پژوهش، آزمایشها با پوشش گیاهی صُلب غیرمستغرق و با سه عرض مختلف سیلابدشت و چهار تراکم مختلف پوشش گیاهی با سه عمق نسبی متفاوت به اجرا در آمدهاند. نتایج پژوهش نشان داد افزایش تراکم پوشش گیاهی باعث افزایش سرعت طولی در کانال اصلی و کاهش آن در سیلابدشت میشود و افزایش تراکم پوشش گیاهی، بهطور متوسط باعث کاهش 17 درصد مشارکت سیلابدشت در عبور دبی عبوری از مقطع کانال مرکب خواهد شد. وجود عرشۀ پل و شرایط جریان تحت فشار باعث پسزدگی جریان می شود که به کاهش سرعت جریان و دبی جریان عبوری از زیر عرشه پل می انجامد.
مقاله پژوهشی
سامانه های نوین آبیاری
سیدحسن موسوی فضل
چکیده
به منظور بررسی اثر عمق نصب و فاصلۀ نوارهای آبیاری (لوله های فرعی) در روش آبیاری قطره ای زیرسطحی بر عملکرد و بهره وری آب در زراعت یونجه، پژوهشی در سال های 1399 و 1400 (به مدت دو سال) در مزرعه ایستگاه تحقیقات کشاورزی دامغان اجرا شد. طرح در قالب نوارهای خرد شده بر پایۀ بلوکهای کامل تصادفی با دو فاکتور و سه تکرار پیاده شد. فاکتورها ...
بیشتر
به منظور بررسی اثر عمق نصب و فاصلۀ نوارهای آبیاری (لوله های فرعی) در روش آبیاری قطره ای زیرسطحی بر عملکرد و بهره وری آب در زراعت یونجه، پژوهشی در سال های 1399 و 1400 (به مدت دو سال) در مزرعه ایستگاه تحقیقات کشاورزی دامغان اجرا شد. طرح در قالب نوارهای خرد شده بر پایۀ بلوکهای کامل تصادفی با دو فاکتور و سه تکرار پیاده شد. فاکتورها شامل : 1- فاصلۀ نوارهای آبیاری در سه سطح (80، 100 و 120 سانتیمتر) و 2- عمق نصب نوارهای آبیاری در دو سطح (30 و 45 سانتیمتر زیرسطح خاک) بودند. عمق نصب لوله ها به عنوان فاکتور اصلی و فاصلۀ نوارها به عنوان فاکتور فرعی در نظر گرفته شد. طول هر کرت 60 متر و عرض کرت ها برای فاصلۀ لوله های 80، 100 و 120 سانتیمتر به ترتیب 4، 5 و 6 متر انتخاب شد. لوله های فرعی از نوع قطرهچکاندار به قطر 20 میلیمتر با آبدهی 1/6 لیتر در ساعت (برای هر قطره چکان) و با فاصلۀ قطره چکان های 60 سانتیمتر انتخاب شد. لوله های آبیاری پس از آماده سازی زمین و کاشت بذر مطابق تیمارها به صورت مکانیزه در زیر خاک جاگذاری شدند. آب مورد نیاز گیاه با روش پنمن- مانتیث محاسبه و با دور آبیاری 4 روز در اختیار گیاه قرار گرفت. نتایج تجزیۀ مرکب داده ها نشان داد اثر فاصلۀ لوله های فرعی بر عملکرد مادۀ خشک و بهره وری آب (مجموع آب آبیاری و بارندگی مؤثر) در سطح یک درصد معنی دار است، اما اثر عمق نصب لوله ها بر عملکرد و بهره وری آب معنی دار نیست. اثر متقابل فاصله و عمق لوله های فرعی بر عملکرد و بهره وری آب معنی دار شد. بین عملکرد تیمارها با فاصلۀ لترال 80 و 100 سانتیمتر اختلاف معنی داری وجود نداشت. اما با افزایش فاصلۀ لترال ها از 80 به 120 سانتیمتر، عملکرد کل 2303 کیلوگرم در هکتار کاهش یافت (12 درصد). براساس تحلیل اقتصادی، فاصلۀ 100 سانتی متر برای لوله های فرعی در خاک ها با بافت متوسط به سنگین با صرفه است و کاهش عملکرد آن در مقایسه با تیمار 80 سانتیمتری قابل چشم پوششی است (545 کیلوگرم در هکتار معادل 3 درصد). با توجه به عملکرد تیمارها و هزینه های روش آبیاری قطره ای زیرسطحی، تیمار با فاصلۀ لترال های 100 و عمق 45 سانتیمتر به عنوان تیمار برتر پیشنهاد شد. در این پژوهش فقط به موضوع فاصله و عمق نصب نوارها پرداخته شده است و مسایل شوری خاک، گرفتگی قطره چکان ها و خسارت جوندگان بررسی نشده است. برای بررسی این موارد لازم است پژوهش های تکمیلی در خصوص وضعیت تجمع نمک ها در پروفیل خاک، احتمال حرکت ریشه ها به سمت لوله ها و خطر گرفتگی در مدت زمان طولانی تر در برنامه ها گنجانده شود، تا بتوان با دقت و اطمینان بیشتری در مورد این روش آبیاری اظهار نظر کرد.
مقاله پژوهشی
مهندسی زهکشی
کسری آهیخته؛ مریم نوابیان؛ محمد حسن بیگلویی
چکیده
ویژگیهای خاک و نوع زهکش از جمله عوامل مؤثر بر کیفیت زهاب هستند. زهکشی لانه‌موشی به عنوان یک روش زهکشی ارزان قیمت در خاک‌های با بافت سنگین مانند شالیزارها پیشنهاد شده است. این پژوهش، با هدف ارزیابی عملکرد محیط‌زیستی سامانه زهکش لانه‌موشی برای زهکشی میانفصل و پایانفصل برنج در شالیزارها اجرا شده است. براین اساس، آزمایشی ...
بیشتر
ویژگیهای خاک و نوع زهکش از جمله عوامل مؤثر بر کیفیت زهاب هستند. زهکشی لانه‌موشی به عنوان یک روش زهکشی ارزان قیمت در خاک‌های با بافت سنگین مانند شالیزارها پیشنهاد شده است. این پژوهش، با هدف ارزیابی عملکرد محیط‌زیستی سامانه زهکش لانه‌موشی برای زهکشی میانفصل و پایانفصل برنج در شالیزارها اجرا شده است. براین اساس، آزمایشی به‌صورت کرت‌های یکبار خرد شده در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار در سال‌های زراعی 1402-1401در مزرعۀ تحقیقاتی دانشگاه گیلان در شهر رشت به اجرا درآمد. عامل اصلی، زهکشی در دو سطح یکی سامانۀ زهکش لانه‌موشی سنتی (بدون گراول) و دیگری سامانۀ زهکش لانه‌موشی با گراول و عامل فرعی، مدیریت آبیاری در دو سطح یکی غرقاب دائم و دیگری تناوبی اجرا شد. زهکشی میان فصل و پایانفصل به‌ترتیب در مرحلۀ پنجه‌زنی و برداشت محصول اجرا شد. در این پژوهش، سطح ایستابی و پارامترهای کیفی زهاب شامل اسیدیته، هدایت‌الکتریکی، نیترات، نیتریت، فسفات، سولفات، کلراید، کل جامدات معلق و انحلالپذیر، مقادیر سدیم، کلسیم، منیزیم و آمونیوم پایش شدند. نتایج نشان داد که بیشترین مقدار در میانگین اسیدیته و نسبت جذب سدیم به‌ترتیب 6/99 و 4/65 میلی‌اکی‌والان بر لیتر در میانفصل برای سامانۀ زهکش لانه‌موشی با گراول و آبیاری غرقاب دائم است. بیشترین غلظت آمونیوم و نیترات برای زهکشی میانفصل به‌ترتیب با 20 و 0/21 میلی‌گرم بر لیتر و بیشترین میانگین هدایت‌الکتریکی و کل جامدات محلول برای زهکشی پایانفصل به‌ترتیب 3845 میکرو‌زیمنس بر سانتیمتر و 2475 میلی‌گرم بر لیتر در سامانۀ زهکش لانه‌موشی سنتی و آبیاری غرقاب دائم مشاهده شد. نتایج تجزیۀ آماری نشان از معنی‌دارنبودن تیمارهای مورد بررسی برای مقادیر هدایت‌الکتریکی و نیتریت زهاب داشت. نتایج نشان داد متوسط مقادیر هدایت‌الکتریکی، کل جامدات محلول، نسبت جذب سدیم، سدیم، آمونیوم، فسفات، سولفات و کلراید زهاب برای میانفصل و پایانفصل زهکشی در سامانۀ زهکش لانه‌موشی با گراول، نسبت به سامانۀ سنتی، کمتر است اگرچه سامانۀ زهکش لانه‌موشی سنتی با تفاوت 9 درصد در کنترل سطح ایستابی موفق‌تر عمل کرد. از دیدگاه محیط‌زیستی، زهکشی لانه‌موشی با گراول قابل توصیه است.
