تحلیل هیدرولیکی و اقتصادی تلفیق آبیاری بارانی و قطره‌ای در شبکه آبیاری پایاب سامانه گرمسیری استان ایلام

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد سازه‌های آبی، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران

چکیده

سیستم آبیاری بارانی کلاسیک ثابت با آبپاش متحرک، سیستم آبیاری پایه در اراضی زراعی شبکه آبیاری پایاب سامانه گرمسیری استان ایلام می‌باشد. وضعیت اقلیمی مناطق گرمسیری استان به ویژه دشت مهران به گونه‌ای است که متوسط سرعت باد در ماه‌های اردیبهشت تا شهریور (مصادف با کشت تابستانه) بیشتر از 16 کیلومتر بر ساعت بوده و استفاده از آبیاری بارانی به علت گرمای زیاد، رطوبت نسبی پایین و سرعت باد بالا دارای محدودیت شدید می‌باشد. به همین منظور توسعه سیستمی که بتواند در کشت دوم که شرایط برای آبیاری بارانی مناسب نیست، اراضی را تحت پوشش قرار دهد ضروری می‌باشد. هدف از این پژوهش امکان‌سنجی هیدرولیکی و اقتصادی تبدیل سیستم آبیاری بارانی به قطره‌ای نوارای (تلفیقی) در کشت تابستانه می‌باشد. برای این منظور ابتدا سناریوهای مختلف توسعه زیرساخت‌های لازم برای تبدیل سیستم آبیاری بارانی به قطره‌ای طراحی و سپس این سناریوها در سطح قطعات زراعی از لحاظ هیدرولیکی (نرم افزارWater- GEMS) و اقتصادی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. نتایج نشان داد که هزینه تهیه و اجرای زیرساخت‌های تبدیل سیستم آبیاری بارانی به قطره‌ای نواری در هر هکتار بین 1/15 تا 8/15 میلیون ریال (معادل 7/5 درصد هزینه شبکه فرعی) و هزینه بهره‌برداری سالانه 19 میلیون ریال می‌باشد. توسعه آبیاری تلفیقی در سطح 12350 هکتار اراضی زراعی شبکه باعث صرفه‌جویی 85/8 میلیون مترمکعب در مصرف آب و افزایش درآمدهای خالص کل طرح از 145709 به 165731 میلیون ریال می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Hydraulic and Economic Analysis of Integrated Sprinkler and Drip Irrigation Systems in Irrigation Network of Tropical System of Ilam Province

نویسندگان [English]

  • Hamzehali Alizadeh 1
  • maryam tahmasbipour 2
1 Assistant Professor,Water Engineering Department, Ilam University, Ilam, Iran.
2 Masters student,Water Engineering Department, Ilam University, Ilam, Iran.
چکیده [English]

The semi-portable sprinkler irrigation system is a base irrigation system in the irrigation network of tropical region in Ilam province. The climatic condition of tropical regions of Ilam, especially Mehran plain, is such that the average wind speed in May to September is more than 16 km/h and the use of sprinkler irrigation due to high temperature, low relative humidity and high wind speed faces to a severe limitations. For this purpose, it is necessary to develop a system that is able to cover land in summer planting which is not suitable for sprinkler irrigation. The objective of this research was to study the hydraulic and economic feasibility of switching sprinkler irrigation systems into drip tape irrigation (integrated) in summer planting. For this purpose, different scenarios for developing of infrastructures required for converting sprinkler irrigation to drip tape irrigation system were designed and then these scenarios were analyzed in terms of hydraulic (Water-GEMS software) and economic factors. The results showed that the cost of provision and implementation of infrastructure for converting sprinkler irrigation to drip tape irrigation system is ranged between 15.1 to 15.8 million Rials (5.7 % total costs of the Sub-network) and the annual operating cost is 19 million Rials. Development of integrated irrigation systems at 12350 hectares of arable lands, will save water consumption by 8.85 MCM and increase net revenues from 145709 to 165731 million Rials.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Integrated irrigation
  • net benefit
  • benefit to cost ratio
  • hydraulic analysis
Bralts, V.F., Pandey, S.R., Miller, A. (1994). Energy saving and irrigation performance of a modified center pivot irrigation systems. Applied Engineering in Agriculture. 10 (1), 27–36

Carrión, P., Tarjuelo, J., Montero, J. (2001). SIRIAS: a simulation model for sprinkler irrigation.

Irrigation Science. 20 (2), 73–84.

Dechmi, F., Playan, E., Cavero, J., Faci, J.M., Martínez-Cob, A. (2003). Wind effects onsolid-set sprinkler irrigation depth and yield of maize (Zea mays). Irrigation Science. 22,67–77.

Edling, R. J. (1985). Kinetic energy, evaporation and wind drift of droplets from low pressure irrigation nozzles. Transactions of the ASAE, 28(5), 1543-1550.

Frost, K.R., Schwalen, H.C. (1955). Sprinkler evaporation losses. Journal of Agricultural Engineering, 36,526–528.

ICID, 2017. agricultural water management for sustainable Rural Development, annual report 2017-2018. 1-88.

Keller, J. and Bliesner, R.D. (1990). Sprinkle and Trickle Irrigation. AVI Book. Van Nostrand Reinhold, New York, USA

Kincaid, D. C., & Longley, T. S. (1989). A water droplet evaporation and temperature model. Transactions of the ASAE, 32(2), 457-0462

Kincaid, D.C., Solomon, K.H., Oliphant, J.C. (1996). Drop size distributions for irrigation sprinklers. Transactions of the ASAE, 39, 839–845.

Kisekka,  I., Oker, T., Nguyen, G., Aguilar, J., & Rogers, D. (2017). Revisiting precision mobile drip irrigation under limited water. Irrigation Science, 35(6), 483-500

Li, J., 1998. Modeling crop yield as affected by uniformity of sprinkler irrigation. Agric. Water Manage. 38 (2), 135–146.

Mohamad, AE and EL- Sharkaway, AF. (2014). Effect of different patterns and types of heads on the performance of a portable sprinkler irrigation system. Palgo Journal of Agriculture. 3 212–217.

Playán, E., Zapata, N., Faci, J.M., Tolosa, D., Lacueva, J.L., Pelegrín, J., Salvador, R.,Sánchez, I., Lafita, A. (2006). Assessing sprinkler irrigation uniformity using aballistic simulation model. Agricultural Water Management. 84 (1), 89–100.

Sheikhesmaeili, O., Montero, J., & Laserna, S. (2016). Analysis of water application with semi-portable big size sprinkler irrigation systems in semi-arid areas. Agricultural Water Management, 163, 275-284

Tarjuelo, J.M., Montero, J., Carrión, P.A., Honrubia, F.T., Calvo, M.A. (1999). Irrigation uniformity with medium size sprinklers. Part II: influence of wind and otherfactors on water distribution. Trans. ASAE 42 (3), 677–689.