بررسی تاثیر سرعت باد و فشار کارکرد آبپاش بر یکنواختی توزیع آب در سیستم آبیاری بارانی

سابقه و هدف: صنعتی‌شدن کشاورزی در اکثرکشورهای جهان و روبرو شدن با مسئله کم‌آبی باعث شده است که بر مصرف آب کنترل بیشتری اعمال گردد؛ تا بتوان آب را به مقدار لازم و در زمان مناسب مورد استفاده قرار داد. عوامل زیادی بر یکنواختی توزیع آب در سیستم‌های آبیاری بارانی موثر می‌باشند. بنابراین شناخت آثار این عوامل و ارائه برنامه‌ها و راهکارهایی به‌منظور بهبود کارایی و ارتقای یکنواختی پخش آب در سیستم‌های آبیاری بارانی از اهمیت خاصی برخوردار بوده و ضرورت انجام تحقیقات کاربردی در این زمینه را بیشتر نمایان می‌کند. سرعت باد و فشار کارکرد آبپاش به‌ترتیب از مهمترین متغیرهای محیطی و سیستمی موثر بر یکنواختی توزیع آب می‌باشند و بین تغییرات این عوامل با ضریب یکنواختی همبستگی وجود دارد. از سوی دیگر اندازه‌گیری ضریب یکنواختی در مزرعه کار سخت و زمان‌بری است؛ بنابراین توسعه مدل‌های ریاضی برای بررسی این همبستگی بسیار کارآمد خواهد بود. تحقیق حاضر به‌منظور نیل به اهدافی چون بررسی تاثیر عوامل سرعت باد، فشار کارکرد و آرایش آبپاش‌ها بر یکنواختی توزیع آب، دستیابی به مدل‌هایی ریاضی جهت تعیین ضریب یکنواختی با اعمال فشارهای مختلف کارکرد آبپاش در سرعت‌های باد متفاوت و نهایتا ارائه راهکارهای علمی و کاربردی جهت افزایش یکنواختی توزیع آب در مزرعه انجام شد.مواد و روش‌ها: این پژوهش به‌صورت استقرار آبپاش منفرد در قطعه زمینی مربع و عاری از پوشش گیاهی به ضلع 33 متر واقع در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تربت حیدریه، در طی ماه‌های فروردین تا آبان‌ماه سال 1395 انجام شد. در این تحقیق سه عامل سرعت باد (سه سطح: 5-0، 7-5 و بیشتر از 7 متر بر ثانیه)، فشار کارکرد (سه سطح: 2/2، 5/3 و 2/4 بار) و نحوه چیدمان آبپاش‌ها (10 حالت: 15×12، 18×12، 18×15، 21×18، 24×21، 12×12، 15×15، 18×18، 21×21 و 24×24 متر) به‌عنوان عوامل موثر بر ضریب یکنواختی توزیع آب با سه تکرار مورد بررسی قرار گرفت. یافته‌ها: در این تحقیق در شرایط هوای آرام با تغیییر فشار از 2/2 به 5/3 و 4/4 بار ضریب یکنواختی افزایش یافت و مقدار ضریب مذکور در فشار 4/4 نسبت به 2/2 و 5/3 بار معنی دار گردید. ضریب یکنواختی در سرعت‌های 7-5 و بیشتر از 7 متر بر ثانیه به‌ترتیب 11 و 19 درصد نسبت به ضریب یکنواختی در سرعت باد کمتر از 5 متر بر ثانیه کاهش داشت. تاثیر سرعت باد در تغییرات یکنواختی توزیع آب کمتر از تاثیر مساحت تحت پوشش آبپاش و فواصل آن‌ها مشاهده شد. بیشترین ضریب یکنواختی مربوط به آرایش‌های 18×12 و 18×15 متر در فشار 2/2 بار و سرعت باد کمتر از 5 متر بر ثانیه بود. کاهش ضریب یکنواختی در اثر تغییر آرایش آبپاش‌ها به‌مراتب کمتر از کاهش یکنواختی توزیع آب در اثر تغییر فاصله آبپاش‌ها بود. همچنین رابطه ضریب یکنواختی با سرعت باد در بازه تغییرات فشار کارکرد از 2/2 تا 2/4 بار به-صورت خطی ارزیابی شد.نتیجه‌گیری: با بررسی عوامل مختلف و بنابر نتایج به‌دست آمده، به‌عنوان یک نتیجه کلی توصیه می‌شود؛ برای دستیابی به ضریب یکنواختی بالا با کاربرد آبپاش ویر 35 در سرعت باد کمتر از 5 متر بر ثانیه از آرایش 18×12 متر با فشار کارکرد 2/2 بار، در سرعت باد 7-5 متر بر ثانیه از آرایش 15×15 متر با فشار کارکرد 5/3 بار و در سرعت باد بیش از 7 متر بر ثانیه از آرایش 18×12 متر با فشار کارکرد 2/4 بار استفاده شود. البته منطقی‌تر به‌نظر می‌رسد که به‌منظور کاهش هزینه‌های اولیه سرمایه‌گذاری از آرایش 18×12 متر استفاده و با توجه به سرعت باد غالب منطقه، از فشار کارکرد 2/2 بار برای سرعت باد کمتر از 5 متر بر ثانیه و از فشار کارکرد 2/4 بار در سرعت باد بیشتر از 5 متر بر ثانیه استفاده شود.