راندمان آبیاری ؛ معیاری برای انتخاب فاکتورهای آبیاری

همان طور که در عنوان مقاله مشاهده می کنید، کارایی یا راندمان آبیاری معیاری است که به وسیله آن می توانیم روش های مختلف انتقال آب و جابجایی و یا مصرف آن در زمین را در سیستم های مختلف آبیاری مقایسه کنیم. حتی از راندمان آبیاری برای اهداف حقوقی و زیست محیطی هم استفاده می شود. برحسب تعریف راندمان مصرف آب (Water Use Efficiency) که معمولا در بین متخصصان به کارایی مصرف آب معروف است نسبت مقدار آب تعرق یافته توسط گیاه به مقدار آبی که از منبع اصلی برداشت می شود اطلاق می گردد. از طرفی کارایی مصرف آب حاصلضرب عملکرد زیر سیستم هیدرولیکی و زیر سیستم خاک – گیاه می باشد. عبارت دیگری که باید با آن آشنا شوید، بهره وری آب (Water Productivity) است. بهره وری آب (WP) حاصلضرب کارایی مصرف آب در بهره وری گیاه از آب می باشد.

برای تامین آب و انتقال آن به مزرعه و توزیع آن در سطح زمین بسته به شرایط و وضعیت های مختلف روش های گوناگون به کار گرفته می شود. آب ممکن است از رودخانه تامین شود که در این صورت یا از بندهای انحرافی (Diversion Dam) استفاده می شود و یا آب به کمک پمپ از رودخانه بالا آورده می شود. اما اگر منبع آب چاه و لایه های آبدار زیر زمینی باشد دراین صورت ناچارا باید از پمپ استفاده کرد.

بند انحرافی ابنیه ای است که سطح آب در یک آبراهه را به اندازه کافی بالا می آورد تا آب بتواند از طریق دهانه های آبگیر (Turnout) وارد کانال یا لوله شده و به مزرعه انتقال یابد. در شکل زیر تیپ یک دهانه آبگیر که در آن آب از طریق یک قطعه لوله موجدار وارد کانال آبیاری می شود، مشاهده می گردد. زمین های زیر دست دهانه های آبگیر را که می توانند با آب حاصله از این دهانه آبیاری شوند اراضی تحت فرمان (Command Area) گویند. تا حد امکان باید سعی شود دهانه های آبگیر در مکانی باشد که وسعت بیشتری از اراضی تحت فرمان قرار گیرد.

پمپ ها در وضعیتی به کار برده می شوند که سطح آب در منبع اصلی پایین تر از سطح مزرعه بوده و یا بخواهیم از سیستم های آبیاری تحت فشار استفاده کنیم. ایستگاه های پمپاژ معمولا از یک یا چند پمپ سانتریفیوژ افقی یا عمودی تشکیل شده اند که با نیروی برق یا مولدهای احتراق داخلی کار می کنند. پمپ های سانتریفیوژ افقی غالبا برای بالا کشیدن آب از کانال ها استفاده می شوند که در این صورت یا در بالای سطح آب نصب می شوند و یا این که در حفره ای قرار می گیرند تا محور پمپ از نظر رقومی زیر سطح آب قرار گیرد. پمپ های سانتریفیوژ عمودی نیز بالا آوردن آب از منابع سطحی و یا برای استخراج آب از منابع زیر زمینی مورد استفاده قرار می گیرند.

انتقال آب از منبع تا مزرعه ممکن است توسط کانال های روباز و یا لوله های تحت فشار صورت گیرد. گاهی اوقات نیز آب توسط لوله های نیمه پر و یا آبراهه ای سر پوشیده انتقال پیدا می کند که به آن ها لوله های کم فشار (Low Head Pipeline) هم گفته می شود. سیستم انتقال آب بسته به این که آبراهه ای روباز یا لوله های تحت فشار باشد، دارای ابنیه و تجهیزات مخصوص می باشد تا بتوان آب را در طول مسیر انتقال تحت کنترل و اندازه گیری قرار داد. از جمله این تاسیسات می توان به وسایل اندازه گیری، آبشارها، مقسم ها و آبگیرهای فرعی اشاره کرد.

پس از آن که آب به مزرعه رسید با سیستم های مختلف در سطح مزرعه پخش می شود. سیستم های سطحی یا ثقلی (Gravity)، سیستم های بارانی (Sprinklers) و سیستم های قطره ای و خرد آبیاری (Micro) سه روش عمده توزیع آب در سطح مزرعه می باشند. این سیستم ها هر کدام دارای محاسن و معایبی هستند که باید متناسب با شرایط طبیعی، فنی، اقتصادی و اجتماعی و دیگر عوامل موثر یکی از آن ها را انتخاب نمود. به عنوان مثال در زمین هایی که شیب آن ها کمتر از 2 درصد بوده و یا در مواردی که کارگر فراوان در اختیار است سیستم های سطحی مناسب تر می باشد (البته با در نظر گرفتن منابع آبی). حال آن که در اراضی سبک با نفوذپذیری زیاد و یا اراضی شیبدار و فرسایش پذیر می توان از سیستم های بارانی استفاده کرد. اما هزینه و سرمایه گذاری اولیه در این سیستم ها بیشتر از سیستم های ثقلی است. در وضعیتی که ارزش آب زیاد بوده و مقدار آن نیز کم است (همچون وضعیت فعلی کشور ما) و یا آن که آب شور بوده و بخواهیم فقط برای هر بوته یا درخت به تنهایی آب را تامین کنیم روش آبیاری قطره ای ارجح است.

آخرین قسمت از یک سیستم آبیاری بخشی است که آب اضافی باید از مزرعه خارج شود. زارعین معمولا این بخش را نادیده گرفته و حتی ممکن است از خروج آب اضافی از زمین جلوگیری نمایند. به عنوان مثال غالبا مشاهده می شود که انتهای کرت ها یا جویچه ها را سد کرده و مانع خروج آب اضافی از زمین می گردند و چنین تصور می کنند که بدین صورت جلو تلفات آب گرفته می شود. حال آن که در این وضعیت قسمت انتهایی مزرعه غرقاب شده و باعث خفگی گیاه و از بین رفتن آن می گردد. در صورتی که باید به این نکته مهم توجه شود که زه آب بخشی از آب آبیاری بوده و همان طور که در تامین آب برای مزرعه دقت می شود، در خروج و زهکشی آب اضافی نیز باید دقت کافی به عمل آمده و تمهیدات لازم برای انجام آن در نظر گرفته شود. به طور خلاصه یک طرح آبیاری از سه قسمت عمده تشکیل شده است که عبارت است از:

• قسمت انتقال (Delivery Part)
• قسمت مصرف (Application Part)
• قسمت پایاب (Disposal Part)

در قسمت انتقال، آب پس از وارد شدن به مزرعه با نهرهای کوچک (Field Ditch) توزیع می شود. به طوری که در بالای هر قطعه زمین یک نهر اصلی (Head Ditch) قرار می گیرد تا آب از آن توسط سیفون، لوله دریچه دار و یا وسایل دیگر وارد مزرعه شود. قسمت مصرف همان مزرعه ای است که سیستم آبیاری برای آن طراحی شده است و قسمت پایاب مشتمل بر شبکه ای از زهکش های فرعی و اصلی است که آب اضافی را از مزرعه خارج می سازد.