معرفی رشته آبیاری و زهکشی در دوره ارشد

مقدمه

با توجه به نقشی که آب در کشاورزی دارد و نظر به اهمیتی که مسائل مربوط به حفظ و حراست و بهره برداری منابع آب بعنوان حیات کشاورزی دارا می باشد، ضرورت و اهمیت رشته کارشناسی ارشد مهندسی آبیاری و زهکشی روشن می گردد.

کشور ایران با وسعت زیاد آب و هوای خشک و نیمه خشک دارای منابع آبی تقریبا محدود و کنترل نشده می باشدکه برای مدیریت آن لازم است متخصصینی با بینش و آگاهی های کافی تربیت شوند تا از عهده این مهم بر آیند.

   دانشجویان دوره ی کارشناسی ارشد رشته آبیاری و زهکشی به مطالعه، شناسایی، طراحی پروژه های آبیاری و زهکشی و مدیریت آنها خواهند پرداخت.

   هدف از ایجاد این دوره، تربیت متخصصینی است که با کسب دانش های لازم درزمینه های ذکر شده بتوانند به تحقیق، برنامه ریزی، هدایت و مدیریت امور اجرایی در مسائل مبتلا به پرداخته و به امر تدریس نیز در صورت لزوم مشغول گردند. 

مشخصات دوره ی کارشنا سی ارشد رشته آبیاری و زهکشی

دوره ی کارشناسی ارشد رشته آبیاری و زهکشی، یکی از رشته های تخصصی مهندسی کشاورزی – آب است که مجموعه ای از دانش های مربوط به این رشته را در بر می گیرد.  

   طول این دوره بطور متوسط دو سال می باشد. ولی در صورت لزوم دانشجویان مجازند که حداکثر ظرف سه سال آنرا به اتمام برسانند.

    تعداد واحد های درسی دوره ی کارشناسی ارشد رشته آبیاری و زهکشی 32 واحد  می باشد که به شرح زیر است :

     -  دروس الزامی                          14  واحد

    -  دروس انتخابی                          12  واحد

    -  پایان نامه                                 6     واحد 

   عناوین دروس الزامی رشته آبیاری و زهکشی در دوره ی کارشناسی ارشد عبارتند از :

  1 –  آبیاری تحت فشار                             ( 3  واحد) 

  2 -   آبیاری سطحی                                 ( 2  واحد)

  3 -  زهکشی تکمیلی                                ( 3  واحد)

  4-  ریاضیات مهندسی تکمیلی                    ( 3  واحد)

  5-  آمار مهندسی                                     ( 2  واحد)

  6-  سمینار                                            (  1  واحد)

وظایف و مهارت های فارغ التحصیلان رشته آبیاری و زهکشی

   فارغ التحصیلان این رشته می توانند در دانشگاه ها و موسسات پژوهشی بعنوان مربی در وزارت جهاد کشاورزی و همچنین وزارت نیرو بعنوان مدیر فنی، برنامه ریز و سرپرست پروژه به انجام وظیفه مشغول کردند.

   سایر زمینه هایی که فارغ التحصیلان رشته آبیاری وزهکشی می توانند در آن مسئولیت پذیرفته ونقش خود را ایفا نمایند عبارتند از :

  -  برنامه ریزی و هدایت امور اجرایی و نظارت بر تهیه و اجرای راه های استفاده ی درست از منابع آب کشور

  -  تحقیق در زمینه های مختلف آبیاری و زهکشی

  -  تدریس دروس مربوط به آبیاری و زهکشی در آموزشکده ها و دانشکده های کشاورزی

دروس و ضرایب آنها در کنکور کارشنا سی ارشد

   1 -  زبان عمومی و تخصصی                        ( ضریب  2 )

   2 -  ریاضیات                                            ( ضریب  2 )

  3 -  هیدرولیک هیدرولیک انهار                      ( ضریب  2 )

  4 -  رابطه ی آب و خاک و گیاه                       ( ضریب  2 )

  5 -  سیستم های آبیاری                                  ( ضریب  3 )

  6 -  مهندسی زهکشی                                    ( ضریب  3 )                 

ظرفیت دانشگاه ها در رشته آبیاری وزهکشی سال

1387

مجموع

( نفر )   

ظرفیت شبا نه

( نفر )   

ظرفیت روزانه

( نفر )   

نام دانشگا ه

16       

4         

12       

دانشگاه تهران

6         

-          

6         

دانشگاه تربیت مدرس

6         

2         

4         

دانشگاه تبریز

7         

2         

5         

دانشگاه ارومیه

13       

6         

7         

دانشگاه بو علی سینا - همدان

6         

2         

4         

دانشگاه رازی کرمانشاه

16       

6         

10       

دانشگاه زابل

5         

2         

3         

دانشگاه زنجان

6         

3         

3         

دانشگاه شهر کرد

16       

5         

11       

دانشگاه شهید چمران اهواز

19       

4         

15       

دانشگاه شیراز

14       

5         

9         

دانشگاه صنعتی اصفهان

13       

5         

8         

دانشگاه فردوسی مشهد

6         

-          

6         

دانشگاه کردستان

149     

46       

103     

جمع کل

آمار شرکت کننده ها وپذیرفته شده ها

بررسي عملکرد و راندمان محصول در روش هاي آبياري LEPA ،SPRAY ، SDI:

سيستم آبياري سنترپيوت به دليل هزينه كارگري كم ، انعطاف پذيري زياد ، راحتي اجرا و بهره برداري آسان ، يك سيستم آبياري انتخابي درامر كشاورزي است . وقتي كه سيستم سنترپيوت درست طراحي شود و به پخش كننده هاي آب با راندمان بالا تجهيز شود ، مي تواند در منابع پردازش خود( آب ، انرژي ، زمان ) صرفه جويي نمايد . از انواع مختلف اين پخش كننده ها مي توان به موارد زير اشاره كرد :

حالت پخش اسپري در ارتفاع متوسط mid-elevation spray application ))، حالت پخش اسپري در ارتفاع كم( low-elevation spray applicator ) وحالت پخش دقيق با انرژي كم( low energy precison application).

حالت آبياري موضعي زيرسطحي (subsurface drip irrigation ) ، به علت راندمان بالا با روش هاي ذكر شده قابل قياس است.راندمان يكنواختي بالاي آبياري كه منجر به توليد محصول و راندمان آب مصرفي بالا مي شود ، بهترين وسيلة مقايسه روش هاي آبياري براي مناطق و محصولات ويژه مي باشد .

در آزمايشات مختلف محققان روشهاي آبياري LEPA ، MESA ، LESA ، SDI با 5 نرخ آبياري ناقص(I0 ، I25 ، I50 ، I75 و I100) به صورت نسبت آب تهيه شده به مقدار آبياري كامل براي گياهان مختلف مورد ارزيابي قرار مي گيرد ،که نرخ آبياري كامل بر اساس ET پتانسيل محاسبه شده از ET گياه مبنا و اعمال ضريب گياهي محل تعيين مي گردد.

براساس مطالعات انجام يافته عملکرد محصول و راندمان آب مصرفي( WUE ) در نرخ هاي I25 و I50 تحت روش SDI بيشتر از ديگر روش هاي آبياري است و در روش LEPA معمولاً بيشتر از Spray ، اما از SDIكمتر مي باشد . روند روش ها در نرخ I100معكوس بوده و عملکرد محصول و WUE در روش Spray بيشتر از LEPA و SDI مي باشد . در نرخ آبياري I75، نيز اين مطلب صادق است .

كاهش محصول در آبياري هاي كامل در نتيجة راناف سطحي براي روش LEPA و نفوذ عمقي براي SDI مي باشد . در روش SDI با كاربرد مقادير كمتر آبياري نفوذ كاهش مي يابد و تبخير نيز با كاهش سطح خيش شده كاهش مي يابد و فقط آبي كه به بالا حركت مي كند تبخير مي شود.

هنگامي كه روش LEPA با تدابيري از قبيل شيب كمتر از1 درصد ، كشت دايره اي ، ايجاد خاكريز فارو ، كنترل رطوبت خاك و برنامة آبياري مناسب همراه باشد، بيش از 95 درصد آب در اختيار گياه قرار خواهد گرفت .مديريت راندمان بالاي آبياري Spray نيز شامل كاربرد نازل هايي با قطرات آب درشتتر ، اجراي نسبتاً كند پيوست براي تهية‌ آب كاربردي عميق تر و اجتناب از آبياري اسپري در شرايط باد شديد مي باشد.

باران نگار یا باران سنج ثبات :

دستگاهی ایت که میزان بارنئگی را بصورت خودکار ثبت می کند. علاوه بر ثبت دائم میزان بارش و زمان شروع و پایان بارندگی و تغیرات شدید باران را نیز نسبت به زمان نشان می دهد . گراف باران نگار هر هفته عوض می شود. سه نوع باران نگار  شناور ِ وزنی ِ و ظرف مایل داریم . موقع نسب باران نگار باید دقت شود که ارتفاع دهانه ان از سطح زمین ۱۲۰ سانتی متر باشد اگر کمتر از الین مقدار باشد ممکن است در هنگام بارندگی مقداری باران اضافی در اثر برخورد با سطح زمین به داخل دهانه آن ریخته شود. در نتیجه مقدار صحیح باران را نتوانیم بدست آوریم.

باران سنج:

قطر دهانه باران سنج در ایران ۸ اینچ است . باران سنج تشکیل شده است از یک قیف ِ لوله باران سنج ِ خط کش مدرج داخل استوانه .

نحوه کار : در هنگام بارندگی سر آن را برداشته  ِ آب باران برف و تگرگ در قيف ريخته می شود از طريق لوله به داخل استوانه می ريزد .داخل استوانه خط کش مدرجی است که تا هر کجا که تر شده باشد ميزان بارندگی همان قدر خواهد بود. ( قطر دهانه قيف  ۱۰-۲۰ سانت متر است) .

تشتک تبخير   E vapovation Pan :

وسيله ايست استاندارد و قرار دادی که برای اندازه گيری تبخير آب از سطح آزاد آب در سطح آزاد به کار می رود .تبخير در واقع جدا شدن ذرات سطحی آب وپراکنده شدن آن در فضای اطراف آب است. هر چه درجه حرارت هوا بيشتر باشد تبخير افزايش می يابد .هر چه ميزان املاح بيشتر باشد تبخير کمتر است . آب شور نسبت به آب شيرين تبخير کمتری دارد. هر چه سطح تبخير شونده بيشتر باشد تبخير بيشتر است . . ئاحد اندازه گيری تبخير در هاو شناسی ميلی متر است . که می توانيم بر حسب وزن آبی که از يک سطح تبخير می شود بيان بکنيم.

می توان گفت هر ميليمتر تبخير معادل معادل يک کيلوگرم آب از سطح ۱ مترمربع است.     ( سطح تبخير شونده)*(ارتفاع آب تبخير شده)= حجم تبخير

اندازه گيری ميزان تبخير آب از سطوح آب  ؛ خاک ؛نباتات؛ مهم است .تبخير آب به ميزان رطوبت جو ؛ سرعت باد ؛ فشار اتمسفر؛ تشعشع خورشيد وزمين و چگونگی تبخير بستگی دارد.

تشتک تبخير در کشور ما از نوع A امريکايی است .استوانه ای با قطر۱۲۲ سانتی متر و ارتفاع استوانه ۲۵.۵ سانتی متر است.اين استوانه بر روی پايه ای چوبی به ارتفاع ۱۰ سانتی متر نسبت به سطح زمين قرار داده می شود . جنس استوانه از اهن گالوانيزه است. تمام ارتفاع استوانه را پر از آب نمب کنندو ۵-۷.۵ سانتی متر از محل ارتفاع ۲۵.۵ سانتی متری خالی

سیستم های آبیاری

سیستم آبیاری سنترپیوت به دلیل هزینه کارگری کم ، انعطاف پذیری زیاد ، راحتی اجرا و بهره برداری آسان ، یک سیستم آبیاری انتخابی درامر کشاورزی است . وقتی که سیستم سنترپیوت درست طراحی شود و به پخش کننده های آب با راندمان بالا تجهیز شود ، می تواند در منابع پردازش خود( آب ، انرژی ، زمان ) صرفه جویی نماید . از انواع مختلف این پخش کننده ها می توان به موارد زیر اشاره کرد :

حالت پخش اسپری در ارتفاع متوسط mid-elevation spray application ))، حالت پخش اسپری در ارتفاع کم( low-elevation spray applicator ) وحالت پخش دقیق با انرژی کم( low energy precison application).

حالت آبیاری موضعی زیرسطحی (subsurface drip irrigation ) ، به علت راندمان بالا با روش های ذکر شده قابل قیاس است.راندمان یکنواختی بالای آبیاری که منجر به تولید محصول و راندمان آب مصرفی بالا می شود ، بهترین وسیلة مقایسه روش های آبیاری برای مناطق و محصولات ویژه می باشد .

در آزمایشات مختلف محققان روشهای آبیاری LEPA ، MESA ، LESA ، SDI با 5 نرخ آبیاری ناقص(I0 ، I25 ، I50 ، I75 و I100) به صورت نسبت آب تهیه شده به مقدار آبیاری کامل برای گیاهان مختلف مورد ارزیابی قرار می گیرد ،که نرخ آبیاری کامل بر اساس ET پتانسیل محاسبه شده از ET گیاه مبنا و اعمال ضریب گیاهی محل تعیین می گردد.

براساس مطالعات انجام یافته عملکرد محصول و راندمان آب مصرفی( WUE ) در نرخ های I25 و I50 تحت روش SDI بیشتر از دیگر روش های آبیاری است و در روش LEPA معمولاً بیشتر از Spray ، اما از SDIکمتر می باشد . روند روش ها در نرخ I100معکوس بوده و عملکرد محصول و WUE در روش Spray بیشتر از LEPA و SDI می باشد . در نرخ آبیاری I75، نیز این مطلب صادق است .

کاهش محصول در آبیاری های کامل در نتیجة راناف سطحی برای روش LEPA و نفوذ عمقی برای SDI می باشد . در روش SDI با کاربرد مقادیر کمتر آبیاری نفوذ کاهش می یابد و تبخیر نیز با کاهش سطح خیش شده کاهش می یابد و فقط آبی که به بالا حرکت می کند تبخیر می شود.

هنگامی که روش LEPA با تدابیری از قبیل شیب کمتر از1 درصد ، کشت دایره ای ، ایجاد خاکریز فارو ، کنترل رطوبت خاک و برنامة آبیاری مناسب همراه باشد، بیش از 95 درصد آب در اختیار گیاه قرار خواهد گرفت .مدیریت راندمان بالای آبیاری Spray نیز شامل کاربرد نازل هایی با قطرات آب درشتتر ، اجرای نسبتاً کند پیوست برای تهیة‌ آب کاربردی عمیق تر و اجتناب از آبیاری اسپری در شرایط باد شدید می باشد.   

تانسیومتر : اندازه گیری پتانسیل ماتریک با وسایل ساده ای به نام تانسیومتر انجام می شود . تانسیومترها یا از نوع جیوه ای هستند و یا از نوع فلزی . تانسیومتر جیوه ای ، لوله ساده و خمیده ای است پر از آب که یک طرف آن منتهی به کلاهک سرامیکی است . طرف دیگر لوله وارد یک مخزن جیوه می شود . حال اگر کلاهک سرامیکی در داخل یک خاک قرار گیرد ، پس از مدتی توازن پتانسیل رطوبتی بین آب داخل تانسیومتر و آبی که در بیرون از آن در داخل خاک وجود دارد برقرار می گردد . برقراری تعادل با وارد شدن یا خارج شدن آب به داخل لوله تانسیومتر از طریق کلاهک آن که نسبت به آب نفوذپذیر است انجام می شود . اگر خاک خشک باشد ، آب را از داخل تانسیومتر به طرف خود خواهد کشید . در این وضعیت خلا ایجاد شده در داخل تانسیومتر موجب می شود که در طرف دیگر لوله ، جیوه صعود می نماید . مقدار بالا آمدن جیوه متناسب با پتانسیل آب در خاک خواهد بود .

تانسیومترهای جیوه ای بیشتر در کارهای آزمایشگاهی و تحقیقی مورد استفاده می باشند و چون کاربرد آنها در صحرا مشکل است در عمل از نوعی دیگر از تانسیومترها با نام تانسیومتر فلزی استفاده می شود . این تانسیومترها نیز اساسا مشابه تانسیومترهای جیوه ای هستند با این تفاوت که در آنها به جای خلاء سنج جیوه ای از یک خلاءسنج فلزی استفاده شده است تا حمل و نقل آن ساده باشد .

تانسیومتر فلزی از یک لوله پر آب تشکیل شده است که قسمت پایین آن از یک کلاهک سرامیکی درست شده و قسمت بالای آن مسدود است ، به طوری که اگر آب از کلاهک سرامیکی خارج شود در داخل لوله خلاء ایجاد می شود . به همین منظور در کنار لوله تانسیومتر ، خلاءسنجی به آن متصل است که قادر می باشد مقدار خلاء یا فشار منفی را اندازه گیری کند . اگر کلاهک سرامیکی در داخل خاک قرار گیرد با خروج یا ورود آب به تانسیومتر تعادل پتانسیلی بین آب داخل و خارج تانسیومتر براقرار می شود . بنابراین با تعادل پتانسیل رطوبتی بین آب داخل و خارج کلاهک ممکن است مقداری آب از لوله تانسیومتر خارج شود که این عمل باعث ایجاد خلاء و کاهش فشار در لوله می شود . مقدار خلاء یا فشار منفی توسط خلاءسنج قابل قرائت است . معمولا درجه بندی خلاءسنج بین 0 تا 100 بوده که هر کدام از درجات آن معادل 10 سانتی متر فشار منفی است . بنابراین اگر عقربه خلاءسنج روی عدد 25 باشد نشان می دهد که فشار در خلاءسنج 250- سانتی متر است .

همانطور که گفته شد تانسیومترها در پتانسیل بالاتر از یک اتمسفر کارآیی ندارند زیرا در این پتانسیل حباب های هوا وارد تانسیومتر گردیده و عدد قرائت شده صحیح نخواهد بود . برای اطمینان از اینکه تانسیومتر تا این پتانسیل به خوبی کار خواهد کرد لازم است تانسیومترها را قبل از استفاده آزمایش کنیم . برای تست تانسیومتر ابتدا کلاهک را به مدت چند ساعت داخل ظرف آبی قرار دهید تا کاملا اشباع شود سپس در حالی که کلاهک داخل آب قرار دارد لوله تانسیومتر را به کمپرسور هوا وصل کرده و بتدریج فشار هوا را افزایش دهید . هنگامیکه فشار به 8/0 تا 9/0 اتمسفر رسید حبابهای هوا در داخل ظرف از کلاهک بیرون خواهند آمد . در این صورت تانسیومتر خوب کار خواهد کرد . چنانچه حباب هوا در فشار کمتر از 8/0 اتمسفر ظاهر شد آن تانسیومتر برای استفاده مناسب نخواهد بود .

برای استفاده از تانسیومتر با مته ای که قطر آن به اندازه قطر لوله تانسیومتر یا کمی کمتر از آن باشد چاهکی را تا عمق مورد نظر حفر کنید . قبل از گذاشتن تانسیومتر کمی خاک نرم و مرطوب در چاهک بریزید . حال تانسیومتر را داخل چاهک قرار دهید و اطمینان حاصل کنید که با لگد کردن اطراف آن خاک کاملا به کلاهک و لوله اطراف آن چسبیده و تماس داشته باشد . با خاک در اطراف تانسیومتر برآمده گی کوچکی بسازید تا از تجمع آب در اطراف لوله تانسیومتر و نفوذ عمودی آن در طول لوله تانسیومتر جلوگیری شود . چون در خاکهای شنی حدود 80 درصد آب قابل استفاده در مکش 85/0- اتمسفر قرار دارد . لذا تانسیومترها در خاکهای شنی بیشتر قابل استفاده است . برای ساختن تانسیومتر می توان به شرح زیر عمل نمود :

1 _ یک لوله از جنس PVC یا پلکسی گلاس به قطر 1 سانتی متر انتخاب کرده و دو انتهای باز آن را با سوهان صاف کنید .

2 _ در فاصله 10 سانتی متری از انتهای بالای لوله سوراخی تعبیه کنید .

3 _ در صورتی که خلاءسنج فلزی در اختیار باشد آن را به سوراخ تعبیه شده پیچ کرده و آب بندی نمایید . در غیر اینصورت یک لوله مسی به طول 4 سانتی متر را که قطر خارجی آن کمی کوچکتر از قطر داخلی سوراخ تعبیه شده می باشد وارد سوراخ نموده و با چسب اطراف آن را محکم کنید . این لوله بعدا به فشارسنج جیوه ای یا فلزی متصل گردد .

4 _ کوزه متخلخل سرامیکی با مخلوط کردن اجزاء زیر و سپس قالب ریزی در قالب مخصوصی که از گچ درست شده است ساخته می شود .

_ 75% رس ایلیت

_ 20% کوارتز

_ 5% کربنات کلسیم

_ کمی سیلیکات سدیم و پروسلین

_ آب

5 _ پس از قالب کوزه را در مجاورت هوا قرار داده تا خشک شود و سپس در حرارت 1000 درجه آن را بپزید .

6 _ کوزه را با چسب به لوله اصلی متصل کنید .

7 _ با درب بند لاستیکی انتهای بالایی لوله را مسدود کنید .

توصيه هاي كودي ازت براي جو آبي :

نوع خاك                                            كود اوره مورد نياز ( كيلوگرم در هكتار )

سبك                       - - - - - - - - - - -                   300-250

متوسط و سنگين        - - - - - - - - - - -                   250-200

آبياري:

 جو معمولا زودرس تر از گندم است و دوره رشد كوتاه تري دارد. به همين دليل زراعت جو معمولا يك آب كمتر از گندم نياز دارد. آبياري جو يا بصورت جويچه اي و يا بصورت كرتي وغرقابي است. در زراعت هاي بزرگ و مكانيزه ، آبياري جو بصورت جويچه‌اي مي باشد. فاصله هاي آبياري در روش غرقابي بيشتر و در روش جويچه‌اي كمتر است و مقدار مصرف آب در هر نوبت آبياري در روش غرقابي بيشتر از روش جويچه‌اي است. همچنين مقدار تلفات آب و حجم عمليات زراعي در روش كرتي بيشتر است.

براي توليد جوانه ، خاك بايد رطوبت كافي داشته باشد. پس از آنكه جوانه از خاك خارج شد ، در مراحل مختلف رشد نيز بايد آب كافي در اختيار گياه قرار گيرد تا بتواند به رشد خود ادامه داده و دانه توليد نمايد. مراحل مهم زندگي جو كه احتياج شديدي به آب دارد عبارتند از :

- مرحله جوانه زدن

- مرحله ساقه رفتن

- مرحله توليد سنبله

- مرحله گل كردن

- مرحله توليد دانه

جوهاي بهاره نسبت به جوهاي پاييزه احتياج كمتري به آب دارند. براي جوهاي بهاره 3 و جوهاي پاييزه 4 تا 5 مرحله آبياري كافي است. نياز كلي جو به آب در دوره زندگي بين 4 تا 7 هزار متر مكعب و براي توليد يك كيلوگرم ماده خشك احتياج به 518 كيلوگرم آب مي باشد.

احتياج جو به آب در ابتداي دوره رشد زياد است و تامين رطوبت در اطراف ريشه يكي از عوامل مهم موفقيت در توليد محصول خوب مي باشد. لكن در آخر دوره رشد ، كم آبي صدمه زيادي به گياه وارد نخواهد آورد.