1-آبیاری سطحی
آب از نهر آبیاری یا لوله دریچه‌دار در سطح خاک جریان یافته و با نفوذ تدریجی در خاک در اختیار ریشه گیاه قرار می‌گیرد. آبیاری سطحی به سه روش آبیاری کرتی – آبیاری نواری و آبیاری شیاری انجام می‌شود.
روش های آبیاری سطحی بدلیل پایین بودن سرمایه گذاری اولیه ، هزینه کم تعمیر و نگهداری و نیاز به انرژی کمتر نسبت به روشهای آبیاری تحت فشار ، یکی از متداولترین روشهای آبیاری در دنیا می باشد..
بدلیل ماهیت ذاتی روابط آب و خاک ، راندمان پایین و پیچیده بودن مدیریت آبیاری از عمده نقاط ضعف این روش به شمار می آید که این ناشی از درجه اتوماسیون پایین ، عدم امکان بکارگیری ابزار و تاسیسات اندازه گیری و کنترل جریان و از طرف دیگر نیاز به نیروی کارگری ماهر در این روش آبیاری می باشد . پیشرفتهای اخیر در تکنولوژی روشهای آبیاری سطحی بطور قابل ملاحظه ای برتری سیستم های تحت فشار را از نظر بازدهی کاهش داده و یا در برخی شرایط از بین برده است .
با توجه به مشکلات و مسائلی که در استفاده از نهرهای خاکی برای آبرسانی به مزارع وجود دارد ، ایجاب می کند تا دیگر روشهایی که برای این منظور می تواند به کار برده شود نیز مورد ارزیابی قرارگیرد تا ضمن حفظ مزایای آبیاری سطحی ، از معایب آن کاسته گردد .
استفاده از لوله های دریچه دار از جمله تکنیکهایی است که باعث حذف برخی از نقاط ضعف آبیاری سطحی گردیده است . در آبیاری با این روش ، لوله های پلی اتیلن نرم مجهز به دریچه های قابل تنظیم جایگزین نهرهای خاکی داخل مزرعه ( کانالهای درجه4) می گردد . نتایج ارزیابی صورت گرفته در کشور های مختلف جهان اعم از استرالیا ، چین و مصر و ایران نشان می دهد که کاربرد لوله های دریچه دار در روشهای آبیاری سطحی باعث کاهش مصرف آب به میزان 28-25 درصد و افزایش راندمان کاربرد آب تا حدود 30درصد نسبت به روشهای سنتی می گردد . از مزایای دیگر این روش می توان به مدیریت و بهره برداری ساده ، آبشویی آسان ، ذخیره 5 درصدی در اراضی کشاورزی ، یکنواختی بیشتر در توزیع آب ، حفظ انرژی بدون تاثیر در بازدهی محصول و امکان استفاده از آب با کیفیت پایین ( از لحاظ فیزیکی و شیمیایی ) در آبیاری بدون آسیب رساندن به سیستم ( برخلاف سیستم های آبیاری و قطره ای ) اشاره نمود .
لوله های دریچه دار
استفاده ازلوله های دریچه دار جهت بهبود روشهای آبیاری سطحی به ویژه آبیاری ردیفی ازدهه 1960میلادی دردنیا رواج یافت. لوله های اولیه ازجنس آلومینیوم ساخته می شدند، اما با پیشرفت صنایع پتروشیمی و تولید مواد پلیمری و پی وی سی ، به تدریج این مواد جایگزین آلومینیوم شده وسیستمی بسیارمقرون به صرفه ، سبک وکارآمد را پدیدآوردند که قادر بود جایگزین جوی ها وکانال های سنتی درسیستم رایج آبیاری سطحی گردد.
لوله های دریچه دار عبارتست از لوله های پلی اتیلن نرم مجهز به دریچه های قابل تنظیم که بعنوان مجاری درجه 4 می توانند جایگزین مناسبی برای کانالهای خاکی گردند . در این سیستم آب بجای نهر خاکی در لوله جریان داشته و تلفات ناشی از نشت آب در کانالهای خاکی به حداقل خواهد رسید . این لوله ها که در کلاف های 100 و 200 متری ساخته می شود ، بوسیله گیره مخصوص به دهانه خروجی آبگیر و یا به یکدیگر متصل شده و در امتداد طول قطعه آبیاری به طول مناسب مستقر می گردد . لوله ها در فواصل معین مجهز به دهانه های خروجی آب ( دریچه ) می باشند و مقطع دهانه هر دریچه بوسیله کلاهک مخصوص قابل تنظیم است . بطوریکه مقدار جریان خروجی از هر دریچه را می توان متناسب با مقدار مورد نیاز با مقدار مورد نیاز ( حداکثر 5/2 لیتر در ثانیه ) تنظیم نمود .
نتایج و مباحث ارائه شده در این مقاله بیانگر این مطلب می باشد که استفاده از لوله های دریچه دار ابزار اصلی برای بهبود سیستم های آبیاری سطحی بشمار می آید . طراحی مناسب لوله های دریچه دار به همراه تسطیح دقیق ، می تواند یکنواختی توزیع آب و ذخیره آب آبیاری را در اراضی زراعی و باغی بهبود ببخشد . در حالیکه تولید محصول نیز در مقایسه با روش آبیاری سطحی سنتی به طور چشمگیری افزایش می یابد . بعبارت دیگر در مقابل روش های آبیاری سطحی سنتی ، سیستم لوله های دریچه دار دارای مزایای همچون یکنواختی بیشتر در توزیع آب ، کاهش مقدار آب آبیاری و همچنین حفظ انرژی بدون تاثیر در بازدهی محصول را می باشد . همچنین این سیستم دارای قابلیت فراوانی از جمله انعطاف پذیری ، بهره برداری آسان ، نیاز کم نیروی کارگری و جابجایی آسان می باشد.
از آنجا که در بسیاری از مناطق کشور آب با کیفیت پایین ( فیزیکی – شیمیایی ) بعنوان یک منبع آب قابل دسترس برای استفاده در محصولات کشاورزی مطرح می باشد که سیستمهای آبیاری تحت فشار (قطره ای و بارانی ) بدلیل غلظت بالای مواد نمی توانند برای آبیاری با این نوع آب ها مورد استفاده قرار گیرند ، سیستم لوله های دریچه دار برای آبیاری اراضی تحت پوشش می تواند بدون کاهش راندمان و مشکلات تخریب سیستم ، برای اینگونه آبها به ویژه با غلظت مواد رسوبی با اطمینان بکار برده شود .
2- آبیاری تحت فشار
بطور کلی سیستمهای آبیاری تحت فشار به روشهایی گفته می‌شود که آب را توسط لوله و تحت فشاری بیش از فشار اتمسفر در سطح مزرعه توزیع می‌کنند. آبیاری تحت فشار به دو روش آبیاری بارانی و آبیاری موضعی انجام می‌شود. روش آبیاری موضعی به دو دسته آبیاری قطره‌ای و خطی انجام می‌گیرد.
روش های آبیاری تحت فشاراغلب باوجود راندمان بالا بامحدودیت های متعددی مواجهند که مانع ازکاربرد وسیع آنها شده است . استفاده ازاین روش ها پیش زمینه های متعددی رامی طلبد. ازجمله نیازبه یکپارچه سازی اراضی کشاورزی ، سرمایه گذاری کلان دولتی و خصوصی ، با صرفه ترشدن کارکشاورزی برای تولیدکننده . برخی محدودیت های ذاتی این سیستم ها نظیرعامل گرفتگی و عامل شوری. به همین دلیل نیز روش های آبیاری تحت فشارتا کنون نتوانسته اند در کشور جایگزین روش های آبیاری سطحی شده ودر مقیاس وسیع مورد استقبال قرارگیرند.
- آبیاری قطره‌ای
دراین سیستم آب بوسیله پمپ از منبع بداخل شبکه پمپ شده وضمن عبور از سیلکون ( فیلتر گردایی ) شن ومواد خارجی آن ته نشین می گردد. دراین روش آب با فشاری بیش ازیک اتمسفر از منبع تامحل مصرف انتقال می یابد. آب بصورت قطرات مجزا و پیوسته ویا بصورت اسپری ریز با فشار کم از طریق قطره چکان درطول خط انتقال آب قرار دارند . آبیاری قطره ای روش موثری درتحویل آب مورد نیاز گیاه درمحدوده توسعه ریشه بداخل خاک است واین امکان را بوجود می آورد که عمل آبیاری تاحد رفع نیاز آبی گیاه انجام می‌شود . بنابراین دراین روش به میزان زیادی ازاتلاف آب بصورت نفوذ عمقی، ایجاد روان آب سطحی وتبخیر درمقایسه با روشهای سنتی وبارانی کاسته می شود.
در آبیاری قطره‌ای آب از یک شبکه لوله کم فشار به صورت یک الگوی از قبل تعیین شده ، پخش می‌گردد . وسیله خروج آب به خاک قطره‌چکان نام دارد . قطرهچکانها از طریق یک نازل باریک یا مسیر جریان طویل، فشار موجود در شبکه لوله را کاهش می‌دهند و موجب کاهش دبی تخلیه تا حدود لیتر بر ساعت می‌شوند . آب بعد از خروج از قطرهچکانها توسط نیروهای کاپیلاری و ثقل درون خاک جریان می‌یابد، بنابراین سطحی که به وسیله قطرهچکانها خیس می‌شود با عوامل محدود کننده جریان افقی آب محدود می‌گردد . برای درختان و تاکها که گیاهانی دائمی با فاصله زیاد از یکدیگر می‌باشند، قطرهچکانها به صورت واحد‌های ساخته شده مجزا بوده و توسط یک زائده به خط انتقال آب مرسوم به لوله فرعی قطره‌چکان، شیلنگ لوله فرعی یا لوله فرعی متصل می‌گردند . برخی قطرهچکانها به صورت لوله‌های اسپاگتی شکل بوده و چند خروجی دارند . این امر برای افزایش سطح خیس شده با حداقل افزایش در هزینه است . برای گیاهان ردیفی کمتر دائمی مانند گوجه فرنگی، لوله فرعی و قطره چکانها را با هم به صورت یک واحد قابل جدا ساختن می‌سازند که یا سوراخهایی به فواصل 9 تا 36 اینچ دارند مانند لوله دو محفظه‌ای و یا دیواره‌های متخلخلی دارند که آب از آنها به بیرون تراوش می‌نماید . در هر دو نوع سیستم قطره‌ای، لوله‌های فرعی به خط انتقال آب مرسوم به مانیفولد متصل می‌شوند. اما آب آبیاری قبل از هر چیز بایستی از وجود ذرات آلاینده تا 120-100 میکرون زدوده شود، این عمل با سیستم کنترل مرکزی محقق می‌شود .
-آبیاری بارانی
درآبیاری به روش بارانی، آب با فشار در داخل یک شبکه لوله‌کشی شده جریان پیدا کرده و سپس از خروجی‌هایی که روی این شبکه تعبیه شده و آبپاش نامیده می‌شوند خارج می‌شود. ساختمان آب‌پاشها طوری است که هنگامی که با فشار از آن خارج می‌شود بصورت قطرات ریز و درشت درآمده و مشابه باران در سطح مزرعه ریخته می‌شود. سیستمهای آبیاری بارانی را می‌توان به انواع کلی زیر تقسیم کرد :
آبیاری بارانی کلاسیک غیر‌مکانیزه
کاملاً متحرک
نیمه متحرک
ثابت با آبپاش متحرک
کاملاً ثابت
شیلنگی با قرقره کوچک
آبیاری بارانی کلاسیک مکانیزه
این نوع سیستم شبیه سیستم آبیاری بارانی جابجایی با دست است با این تفاوت که مجموعه یک بال آبیاری روی چرخهای فلزی سوار شده و کل این مجموعه دارای یک موتور بنزینی است.
در این روش بال آبیاری شامل یک لوله است که از یک طرف به دور یک قرقره بزرگ پیچیده شده و از طرف دیگر به ارابه بزرگی که آبپاش روی آن قرار گرفته متصل می‌شود. برای شروع آبیاری ، معمولا قرقره و ارابه را به کنار زمین و جایی که شیر آب از لوله اصلی وجود دارد منتقل کرده و پس از اتصال قرقره به شیر آب ، ارابه را توسط تراکتور کشیده و به انتهای زمین انتقال می‌دهند.
در این روش ، بال آبیاری شامل یک سازه بزرگ فلزی است که توسط برجکهایی در ارتفاع بلندتر از گیاه قرار گرفته و حول نقطه مرکزی که در همان نقطه اتصال بال به لوله اصلی است دوران می‌کند. با توجه به نوع حرکت دورانی بال آبیاری ، آبیاری مزارع به صورت دایره‌ای شکل صورت می‌گیرد.
از لحاظ شکل ظاهری شبیه سیستم آبیاری بارانی آبفشان دوار است با این تفاوت که در این روش ، خط لوله اصلی در کنار زمین قرار گرفته و بال آبیاری در کنار آن حرکت رفت و برگشتی دارد.
3- آبیاری زیرزمینی تراوا
در این روش ، آبیاری ، رطوبت لازم برای محیط ریشه گیاه توسط کنترل سطح ایستابی است. برای این منظور لازم است که یک لایه غیر قابل نفوذ در عمق مناسب از سطح خاک وجود داشته باشد تا بتوان سطح ایستایی را کنترل نمود. از مهمترین مشخصه‌های این روش مرطوب نشدن سطح خاک می‌باشد بطوریکه معمولا برای تامین آب در محیط ریشه سطح ایستابی به حدی بالا آورده می‌شود که رطوبت بتواند با استفاده از خاصیت موئینگی به محیط ریشه برسد.
آبیاری زیرزمینی امکان توزیع رطوبت بطور غیر اشباع درمنطقه ریشه گیاه را فراهم می سازد. یکی از سیستمهای نوین این روش‘ استفاده از لوله های لاستیکی اسفنج مانند است. که تحت فشار بسیار کمی (2-1 اتمسفر) توانایی انتشار آب بطور یکنواخت وتحت کنترل را داشته و با نصب آن درناحیه ریشه گیاه‘ رطوبتی در حد ظرفیت زراعی خاک ایجاد می کند انتخاب عمق مناسب و فاصله بهینه این لوله ها نسبت به همدیگر ونسبت به گیاه ‘ منوط به داشتن محدوده رطوبتی تولید شده توسط لوله درخاک است
با اوج گرفتن نگرانی کاهش منابع آب از یک طرف و رشد روز افزون جمعیت و نیاز بیشتر به مواد غذایی و محصولات کشاورزی از طرف دیگر، بهینه سازی و مصرف آب کشاورزی به خصوص در کشوری مانند ایران که جزو مناطق خشک دنیا به حساب می آید، از اهمیت خاصی برخوردار است.
تراوا یعنی تراوش کننده و سیستم آبیاری زیرزمینی تراوا، سیستمی است که با استفاده از لوله های متخلخل اسفنجی ، آب، کود، سم و اکسیژن را در یک فضای رطوبتی، مستقیما در اختیار ریشه قرار می دهد و اجازه نمی دهد حتی یک قطره آب هدر رود.
سیستم تراوا در واقع همان سیستم قطره ای تکامل یافته است که در آن بسیاری از مشکلات، نظیر تبخیر، گرفتگی منافذ، آسیب پذیری، تجمع ریشه و دست و پاگیری و … حل شده است و تنها فرق این سیستم با قطره ای این است که آبیاری به صورت نشتی و زیرزمینی انجام می شود و همین تغییر به ظاهر کوچک، مزایای نسبی بیشماری را به دنبال خواهد داشت که می تواند امید بخش تحول اساسی در این زمینه باشد.
