برآورد میزان تلفات ناشی از انتقال، توزیع و تحویل آب کشاورزی، مورد مطالعه: شبکه آبیاری رودشت اصفهان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری آبیاری و زهکشی، گروه مهندسی آبیاری، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران، ایران

2 دانشیار، گروه مهندسی آبیاری ، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران، ایران

3 استادیار، گروه مهندسی آبیاری، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران، ایران.

4 استاد، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، ایران.

چکیده

در شبکه‌های آبیاری کشور به سبب بهره‌برداری و نگهداری نامناسب، تلفات قابل توجهی در سامانه انتقال و توزیع آب کشاورزی رخ می‌دهد. مدیریت و برنامه‌ریزی مناسب مدیریت آب کشاورزی در شبکه‌های آبیاری نیازمند تعیین این مقدار تلفات می‌باشد که مستلزم اندازه‌گیری‌های مستمر، زمان‌بر و پر هزینه می‌باشد. این پژوهش با استفاده از یک روش کاربردی میزان تقریبی تلفات ناشی از انتقال، توزیع و آب را برای شبکه آبیاری رودشت اصفهان برآورد نمود. در گام نخست با استفاده از مدل آکواکراپ میزان آب مورد نیاز گیاهان الگوی کشت در طول فصل زراعی 94-1393 محاسبه و با در نظر گرفتن بازده کاربرد آب در مزرعه مقدار تقاضای آب در کل شبکه به دست آمد. میزان تلفات ناشی از تبخیر و نیز حجم ناخالص آبیاری از میزان آب ورودی شبکه کسر شد که مقدار حاصل شده نمایانگر میزان کل تلفات واقع در سامانه‌های انتقال، توزیع و تحویل آب در شبکه بود. نتایج حاکی از آن بود که میزان تلفات روزانه متغیر و در بازه 30 الی 60 درصد می‌باشد که این مقادیر به‌مراتب بیشتر از میزان ارائه شده در مرجع استاندارد طراحی و بهره‌برداری شبکه آبیاری در کشور (مقدار کل تلفات بین 10 تا 20 درصد) می‌باشد. دلیل این میزان تلفات را می‌توان به عدم شناخت کافی نسبت به مفاهیم بهره‌برداری، هیدرولیک جریان در شبکه‌های روباز انتقال و توزیع آب نسبت داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Determination of Water Losses through the Agricultural Water Conveyance, Distribution, and Delivery System, Case Study of Roodasht Irrigation District, Isfahan

نویسندگان [English]

  • Habib Karimi Avargani 1
  • S. Mehdy Hashemy Shahdany 2
  • S. Ebrahim Hashemi Garmdareh 3
  • Abdolmajid Liaghat 4
1 Ph.D. Candidate in Irrigation and Drainage, Department of Irrigation Engineering, College of Aburaihan, University of Tehran, Iran.
2 Associate Professor, Department of Irrigation Engineering, College of Aburaihan, University of Tehran, Iran.
3 Assistant Professor, Department of Irrigation Engineering, College of Aburaihan, University of Tehran, Iran.
4 Professor, Department of Irrigation and Reclamation, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Iran.
چکیده [English]

Significant water losses occurred within the Agricultural Water Conveyance, Distribution, and Delivery System in Iranian irrigation districts due to inappropriate operation and maintenance activities. Appropriate agricultural water programming and management need to determine these water losses require costly, time-consuming, and sequential measurement activities. This study proposed a practical approach to find out the approximated values of the losses that occurred in the systems mentioned above. In this respect, the irrigation water requirement of the crops during the cultivated season of 2015-2016 was calculated using the AquaCrop model upon considering applied efficiency in the farm scales. Then, the daily operational water losses were calculated by subtracting the daily gross irrigation water requirement and evaporation losses from the measure daily canal inflow. The obtained results revealed that daily operational water losses vary in a range of 30-60%, which were more significant than the values reported in the Iranian national standard for designing and operation of the irrigation districts (total losses are 10-20%). The reason to justify these water losses is mattered with a lack of operational knowledge, hydraulic basis of the open conveyance and distribution canal networks.

کلیدواژه‌ها [English]

  • AquaCrop
  • Irrigation District
  • Operational Losses
  • Water distribution System
1. بهراملو، ر.، عباسی، ن.، مامن پوش، ع.، اخوان، ک. و ریاحی، ح. (1396). ارزیابی راندمان انتقال و تلفات آب در کانال‌های انتقال آب با پوشش ژئوممبران HDPE در شبکه‌های آبیاری زاینده‌رود، مغان و کرمان. تحقیقات آب و خاک ایران، 48(4): 735-725.‎
2. حمدی احمدآباد، ی.، لیاقت، ع.، سهرابی، ت.، رسول‌زاده، ع. و نظری، ب. (1395). بررسی عملکرد آبیاری جویچه‌ای در مزارع ذرت تحت مدیریت زارعان و ارائة راه‌کارهای کاربردی در بهبود آن (مطالعة موردی: کشت و صنعت و دامپروری مغان). مدیریت آب و آبیاری، 6(1): 28-15.‎
3. رمضانی، ف.، کاویانی، ع. و رمضانی اعتدالی، ه. (1396). ارزیابی مدل AquaCrop در برداشت‌های مختلف یونجه در اردستان. آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، 31(3): 753-738.
4. ریاحی، ح.، عباسی، ن. و ملائی، ع. (1392). ارزیابی عملکرد فنی و وضعیت بهره‌برداری از کانال‌های انتقال آب استان کرمان. آبیاری و زهکشی ایران، 7(2): 177-167.‎
5. سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی کشور، معاونت امور فنی دفتر تدوین ضوابط و معیارهای فنی. (1383). ضوابط عمومی طراحی شبکه‌های آبیاری و زهکشی- نشریه شماره 281.
6. سیدجواد، م. س. و مشعل، م. (1393). ارزیابی شاخص‌های حساسیت هیدرولیکی سازه‌های نیرپیک (مورد مطالعاتی: شبکۀ آبیاری و زهکشی دشت ورامین). مدیریت آب و آبیاری، 4(2): 242-229.‎
7. سیدجواد، م. س. و مشعل، م. (1393). مقایسۀ عملکرد حال حاضر شبکۀ آبیاری و زهکشی ورامین با سناریوی شب‌خاموشی. مدیریت آب و آبیاری، 4(1): 147-137.‎
8. شاهرخ‌نیا، م.ع. و علیان‌غیاثی، ع. (1396). روش‌های برآورد نشت در کانال‌ها و بررسی نشت و راندمان توزیع در شبکه آبیاری درودزن. مدیریت آب در کشاورزی، 4(2): 36-27.
9. شینی، ع.، نوری، م. و مینایی، س. (1392). بررسی راندمان‌های انتقال و توزیع و ارائه راه‌کارهایی جهت کاهش تلفات آب در شبکه آبیاری دز (مطالعه موردی: کانال‌های سبیلی و E4). چهارمین همایش ملی مدیریت شبکه شبکه‌های آبیاری و زهکشی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران.
10. صادقی‌عطار، م.، بهنیا، ع. و کاوه، ف. (1379). بازده کل آبیاری شبکه در در سال‌ زراعی 73-1372. دهمین همایش کمیته ‌ملی آبیاری و زهکشی ایران، تهران، ایران. 50-36.
11. عباسی، ف.، سهراب، ف. و عباسی، ن. (1395). ارزیابی وضعیت راندمان آب آبیاری در ایران. تحقیقات مهندسی سازه‌های آبیاری و زهکشی، 17(67): 128-113.‎
12. معروفی، ص. و سلطانی، ح. (1385). برآورد راندمان‌های انتقال و توزیع آب در شبکه آبیاری و زهکشی شاوور با استفاده از یک رابطه نمایی.‎ پژوهش کشاورزی آب، خاک و گیاه در کشاورزی، 6(1): 47-36.
13. منعم، م.ج.، هاشمی شاهدانی، س.م. و اسلامبولچی‌زاده، ه. (1396). نقش مدیریت بهره‌برداری مخازن درون‌مسیری در بهبود بهره‌برداری شبکه آبیاری مغان. پژوهش آب در کشاورزی، 31(4): 545-535.
14. نیک‌مهر، س.، پرورش‌ریزی، ع. و منعم، م.ج. (1396). ارزیابی عملکرد توزیع آب در کانال اصلی شبکه آبیاری کوثر با کنترل خودکار در جهت بالادست و پایین‌دست. پژوهش آب ایران، 11(24): 1118-109.‎
15. یلتقیان خیابانی، م.، هاشمی‌شاهدانی، س.م.، بنی‌حبیب، م. ا. و حسنی، ی. (1398). امکان‌سنجی به‌کارگیری روش‌های غیرسازه‌ای و خودکارسازی در ارتقای بهره‌برداری از سامانه‌های توزیع آب (مطالعه موردی: شبکه آبیاری رودشت). مدیریت آب و آبیاری، 9(1): 127-109.‎
16. Abi-Saab, M. T., Todorovic, M. & Albrizio, R. (2015). Comparing AquaCrop and CropSyst models in simulating barley growth and yield under different water and nitrogen regimes. Does calibration year influence the performance of crop growth models?. Agricultural water management, 147, 21-33.
17. Abrha, B., Delbecque, N., Raes, D., Tsegay, A., Todorovic, M., Heng, L. E. E. & Deckers, S. (2012). Sowing strategies for barley (Hordeum vulgare L.) based on modelled yield response to water with AquaCrop. Experimental Agriculture, 48(2), 252-271.
18. Abu-Khashaba, M. I. (2013). Innovating impermeable Concrete appropriate for Canal lining using a specific mixing ratio and applying it to a Pilot Reach. Journal of Engineering Sciences41(3), 900-918.
19. Agide, Z., Haileslassie, A., Sally, H., Erkossa, T., Schmitter, P. S., Langan, S. J. & Hoekstra, D. (2016). Analysis of water delivery performance of smallholder irrigation schemes in Ethiopia: Diversity and lessons across schemes, typologies and reaches.
20. Akkuzu, E., Ünal, H. B. & Karataş, B. S. (2007). Determination of water conveyance loss in the Menemen open canal irrigation network. Turkish Journal of Agriculture and Forestry31(1), 11-22.
21. Andarzian, ‌., Bannayan, M., Steduto, P., Mazraeh, H., Barati, M. E., Barati, M. A. & Rahnama, A. (2011). Validation and testing of the AquaCrop model under full and deficit irrigated wheat production in Iran. Agricultural Water Management100(1), 1-8.
22. Araya, A., Habtu, S., Hadgu, K. M., Kebede, A. & Dejene, T. (2010). Test of AquaCrop model in simulating biomass and yield of water deficient and irrigated barley (Hordeum vulgare). Agricultural Water Management, 97(11), 1838-1846
23. Burt, C. M. (2013). The irrigation sector shift from construction to modernization: What is required for success?. Irrigation and drainage62(3), 247-254.
 
24. Doorenbos, J. & Kassam, A. H. (1979). Yield response to water. Irrigation and drainage paper, (33), 257.
25. Felmeden, J., Schramm, E., Sattary, E. & Davoudi, A. (2013). Agriculture in the Zayandeh Rud Catchment. ISOE GmbH ‐ Institute for Social‐Ecological Research.
26. Iqbal, M. A., Shen, Y., Stricevic, R., Pei, H., Sun, H., Amiri, E. & del Rio, S. (2014). Evaluation of the FAO AquaCrop model for winter wheat on the North China Plain under deficit irrigation from field experiment to regional yield simulation. Agricultural Water Management135, 61-72.
27. Jadhav, P. B., Thokal, R. T., Mane, M. S., Bhange, H. N. & Kale, S. R. (2014). Improving Conveyance Efficiency through Canal Lining in Command Area: A Case Study. Int. J. Enf. Innov.3(6), 820-826.
28. Kardan Moghaddam, H., Jafari, F. & Javadi, S. (2017). Vulnerability evaluation of a coastal aquifer via GALDIT model and comparison with DRASTIC index using quality parameters. Hydrological Sciences Journal62(1), 137-146.
29. Kedir, Y. & Engineer, S. I. (2015). Estimation of conveyance losses of Wonji-Shoa sugar cane irrigation scheme in Ethiopia. Journal of Environment and Earth Science5(17), 2224-3216.
30. Kinzli K-D, Martinez M, Oad R, Prior A, Gensler D. (2010). Using an ADCP to determine canal seepage loss in an irrigation district. Agricultural Water Management, 97(6), 801-810.
31. Marwaa, H. M. & Omran, I. M. (2016). Compared between the Measured Seepage Losses and Estimation and Evaluated the Conveyance Efficiency for Part of the Hilla Main Canal and Three Distributary Canals (HC 4R, HC 5R and HC 6R) of Hilla-Kifil Irrigation Project. Civil and Environmental Research, 8(2), 1-10.
32. Mkhabela, M. S. & Bullock, P. R. (2012). Performance of the FAO AquaCrop model for wheat grain yield and soil moisture simulation in Western Canada. Agricultural Water Management110, 16-24.
33. Mohammadi, A., Rizi, A. P. & Abbasi, N. (2019). Field measurement and analysis of water losses at the main and tertiary levels of irrigation canals: Varamin Irrigation Scheme, Iran. Global Ecology and Conservation, 18, e00646.
34. Mousavi Zadeh Mojarad, R., Feizi, M. & Ghobadinia, M. (2018). Prediction of safflower yield under different saline irrigation strategies using AquaCrop model in semi-arid regions. Australian Journal of Crop Science, 12(8), 1241-1249.
35. Raber, W., Mohajeri, Sh. & Pringgosiswojo, M. (2015). Integrated Water Resources Management (IWRM) in Isfahan. inter 3 GmbH - Institute for Resource Management.
36. Sen, R., Fahmida, M., Akter, I. & Rity, M. (2018). Determination of Conveyance Loss through Earthen Channel by Cutthroat Flume. Int. J. Hydraul. Eng., 7(1), 11-14.
37. Sepaskhah, A. R. & Salemi, H. R. (2004). An empirical model for prediction of conveyance Efficiency for small earth canals. Iranian Journal of science and Technology, 28, 623-628.
38. Serra, P., Salvati, L., Queralt, E., Pin, C., Gonzalez, O. & Pons, X. (2016). Estimating Water Consumption and Irrigation Requirements in a Long‐Established Mediterranean Rural Community by Remote Sensing and Field Data. Irrigation and Drainage, 65(5), 578-88.
39. Siebert, S., Burke, J., Faures, J.-M., Frenken, K., Hoogeveen, J., Döll, P. & Portmann, F. T. (2010). Groundwater use for irrigation–a global inventory. Hydrology and Earth System Sciences, 14(10), 1863-1880.
40. Steduto, P., Hsiao, T.C., Raes, D. & Fereres, E. (2009) AquaCrop-The FAO Crop Model to Simulate Yield Response to Water: I. Concepts and Underlying Principles. Agricultural Journal, 101(3), 426-437.
41. Tanji, K. K. & Kielen, N. C. (2002). Agricultural drainage water management in arid and semi-arid areas. FAO.
42. Toumi, J., Er-Raki, S., Ezzahar, J., Khabba, S., Jarlan, L. & Chehbouni, A. (2016). Performance assessment of AquaCrop model for estimating evapotranspiration, soil water content and grain yield of winter wheat in Tensift Al Haouz (Morocco): Application to irrigation management. Agricultural Water Management163, 219-235.
43. Xing, H. M., Xu, X. G., Li, Z. H., Chen, Y. J., Feng, H. K., Yang, G. J. & Chen, Z. X. (2017). Global sensitivity analysis of the AquaCrop model for winter wheat under different water treatments based on the extended Fourier amplitude sensitivity test. Journal of Integrative Agriculture16(11), 2444-2458.