پایان نامه بررسی اجمالی عملكرد توربین های انبساطی رشته آبیاری

مقدمه

كشاورزی وزراعت در ایران بدون توجه به تأمین آب مورد نیازگیاهان میسرنیست. بنابراین بایستی برنامه ریزی صحیح برای آن بخصوص درشرایط خشكسالی صورت گیرد. برنامه ریزی صحیح مستلزم محاسبه دقیق نیاز آبی گیاهان می‌باشد. براساس روش‌های موجود مبنای محاسبات نیاز آبی گیاهان ، تبخیرـ تعرق مرجع و ضرائب گیاهی است. تبخیر ـ تعرق مرجع توسط لایسیمتر اندازه گیری می‌شود و برای سادگی كار می‌توان آنرا با توجه به نوع منطقه از روش‌های تجربی نیز تخمین زد. ضرائب گیاهی نیز از مطا لعات لایسیمتر قابل  محاسبه است. این ضرائب تابعی از عوامل مختلفی از جمله اقلیم می‌باشد. بنابراین بایستی درهر منطقه ای با دقت برای هرمحصولی محاسبه شود. (19) برای محاسبه و برآورد مقدارتبخیر ـ تعرق سازمان خوار باروكشاورزی ملل و متحد«FAO » تقسیم بندی زیر را منظور نموده است:

اندازه گیری مستقیم تبخیر ـ تعرق به وسیله لایسیمتر

اندازه گیری مستقیم تبخیر بوسیله تشتك یا تبخیر سنج

فرمول‌های تجر بی

روشهای آئرودینامیك

روش تراز انرژی(5)

بعضی از روشها فقط جنبه تحقیقاتی داشته تا بتوانند فرایند‌های انتقالی بخار آب را بهتر و عمیق تر بررسی نمایند.برخی دیگر به جهت نیاز در برنامه‌های روزانه كشاورزی بكار می‌روند. ولی دقت و اصالت روش‌های تحقیقاتی را ندارد. به هر حال برای عملیات روزانه درمزارع می‌توان از روشهایی كه نتیجه آنها بیش از ده درصد با مقدار واقعی تبخیر ـ تعرق متفاوت نباشد استفاده نمود.

هدف از انجام این طرح بدست آوردن ضرایب گیاهی و تعیین نیاز آبی سیب زمینی دراستانهای خراسان و سمنان می‌باشد كه بوسیله لایسیمتر زهكش دار  در دانشكده كشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد انجام شده است. در مورد لایسیمتر و نحوه عملكرد آن و روابط تجربی بكار رفته دراین طرح درفصل بعدی توضیح داده می‌شود.

1-2اهمیت كشت سیب زمینی

سیب زمینی یكی از  مهمترین منابع در تغذیه انسان است. این محصول در جهان از نظر اهمیت غذائی مقام پنجم بعداز گندم، برنج، ذرت و جو دارد.(11) بانگاهی به سی سال آینده، سازمان خوار بار كشاورزی (FAO) بر آورد كرده كه برای تغذیه جمعیت جهان به 60 در صد غذای بیشتری نیاز است(12) و از آنجا كه سیب زمینی از نظر ارزش غذائی با تولید متوسط 2/2 تن یكی از اقلام محصولات غذایی مهم میباشد بنابراین باید با برنامه ریزی صحیح كشاورزی ، كه یكی از را هكار‌های آن بدست آوردن دقیق نیاز آبی این محصول است، باعث افزایش تولید آن در سطح جهان گردید. امید است این تحقیق راه گشایی برای آیندگان درمسائل مدیریت آبیاری باشد. بیشترین سطح زیر كشت این محصول مربوط به اروپائیان است كه عملكردی بالغ بر 16 تن درهكتار را دارا می‌باشند.(جدول 1-1) بطوریكه در این جدول مشاهده می‌شود حدود 43 درصد كل سیب‌زمینی جهان در اروپا تولید می‌شود.

جدول1-1   میزان سطح زیر كشت و عملكرد كل سیب زمینی در سطح جهان

1-3 اهمیت سیب زمینی در ایران   

محصول سیب زمینی یكی از ارقام اصلی است كه در راستای امنیت غذایی آینده كشور میتواند نقش عمده ای را ایفاد نماید سیب‌زمینی تنها محصولی است كه بعد از گندم ، برنج و ذرت میتواند بخشی از مواد نشاسته ای و پروتئینی مورد نیاز جامعه را تأمین كرده و امكان جایگزینی آن با محصولات ذكر شده وجود داشته و در كاهش واردات محصولات غذائی فوق مؤثر می‌باشد.(29) سطح زیر كشت محصول سیب زمینی كشور  در سال 1382 برابر 175 هزار هكتار بر آورد شده است و میزان تولید آن 5/3میلیون تن برآورد شده است كه این مقدار12/1 در صد كل سیب زمینی تولید شده در جهان می‌باشد(1). برای افزایش این مقدار باید راهكارهای بسیار بنیادی در نظر گرفت. یكی از راهكارهای افزایش این محصول بالا بردن میزان كارائی مصرف آب می‌باشد كه بدون برنامه ریزی صحیح آبیاری مقدور نمی‌باشد. لذا برنامه ریزی صحیح آبیاری مستلزم دانستن دقیق نیاز آبی می‌باشدكه امید است این تحقیق بتواند در جهت افزایش عملكرد سیب زمینی در سطح كشور مؤثر باشد.

1-4 منطقه مورد مطالعه

منطقه مورد مطالعه استان‌های خراسان و سمنان می‌باشد. انتخاب این مناطق به آن دلیل بوده است كه با وجود اهمیت كشت سیب‌زمینی اطلاعات مورد  نیاز در زمینه آبیاری برای این گیاه بسیار اندك است.

1-4-1 استان خراسان

مساحت استان خراسان 313335 كیلومتر مربع می‌باشد كه معادل یك پنجم مساحت كل كشور می‌باشد. این منطقه در شمال و شمال شرق ایران بین مدارات 30 درجه و 21 دقیقه و 17 دقیقه عرض شمالی و 5 در جه و 20 دقیقه طول شرق از نصف النهار گرینویچ واقع شده است. تنوع آب و هوایی در این منطقه شرایط تولید 47 نوع محصول زراعی را فراهم نموده است. كه در جدول شماره2 بعضی از محصولات مهم استان و میزان تولید آن را ارائه شده است(16)

جدول1-2    وضعیت تولید محصولات زراعی استان خراسان در سال زراعی 81-1380

بطوریكه مشاهده می‌شود استان خراسان در مورد تولید 4 محصول مقاوم اول كشور و گوجه‌فرنگی مقاوم دوم را دارا می‌باشد. از نظر تولید سیب‌زمینی محل كشت و میزان سطح زیر كشت در دشت‌های كشاورزی این استان، خراسان طبق جدول 1ـ3 میباشد.

جدول 1-3    محل و میزان كشت گیاه سیب زمینی در استان خراسان

بطوریكه در جدول مذكور مشاهده می‌شود سیب‌زمینی در استان خراسان تقریباً در 60 دشت مهم این استان به صورت كم و بیش كشت می‌شود.

1-4-2 استان سمنان

استان سمنان95815 كیلومترمربع بوده كه حدود 56 درصد از مساحت كل كشور را به  خود اختصاص داده است و از این حیث ششمین استان كشور بوده و بین 34 د رجه و 40 دقیقه تا 37 درجه و 10 دقیقه عرض شمالی و 57 در جه و 4دقیقه تا 57 درجه و 59 دقیقه طول شرقی از نصف النهار گرینویج قرار گرفته است. در حال حاضر حدود 2 در صد كل مساحت استان زیر كشت محصولات مختلف كشاورزی بوده كه حدود 33961 هكتار سطح زیر كشت باغات(محصولات دائمی) و 160000 هكتار سطح زیر كشت محصولات زراعی می‌باشد.(2) وضعیت تولید بعضی از محصولات شاخص زراعی و باغی استان نسبت به كل كشور طبق جدول 1ـ4 می‌باشد.

جدول 1-4    وضعیت تولید محصولات زراعی استان سمنان در سال زراعی 81-1380

بطوریكه ملاحظه می‌شود حدود 3 درصد از كل سیب‌زمینی كشور در استان سمنان تولید می‌شود كه اگرچه درصد زیادی نمی‌باشد اما به لحاظ اقتصادی حائز اهمیت است. محل كشت و میزان زیر كشت محصول سیب زمینی در دشت‌های كشاورزی استان سمنان طبق جدول 1ـ5 می‌باشد.

جدول 1-5    محل و میزان كشت گیاه سیب زمینی در استان سمنان

دشت‌های بسطام با 7500 هكتار و دامغان با 163 هكتار كشت سیب‌زمینی بالاترین مقدار سطح زیركشت را به خود اختصاص می‌دهند.

با این اوصاف كه محصول سیب زمینی از محصولات استراتژیك استان‌های خراسان و سمنان می‌باشد و هشت درصد از كل تولید محصول كشور در  این دو استان می‌باشد (شكل‌های 1ـ1 و 1ـ2) لذا بجا خواهد بود كه در مورد نیاز آبی این گیاه و روابط آن با خصوصیات رشد آن بیشتر تحقیق شود. این مطالعه تبخیر ـ تعرق پتانسیل سیب زمینی با استفاده از دستگاههای لایسیمتر و نیز ارتباط عناصر هوا شناسی با این نیاز‌ها به منظور دستیابی به ساده ترین ، عملی ترین و دقیق ترین روش تخمین نیاز سیب زمینی مورد بررسی قرار گرفته است.

فهرست مطالب

فصل اول

1-1مقدمه....................................................................................................................................... 2

1-2اهمیت كشت سیب زمینی............................................................................................................. 3

1-3 اهمیت سیب زمینی در ایران......................................................................................................... 4

1-4 منطقه مورد مطالعه..................................................................................................................... 5

1-4-1 استان خراسان.................................................................................................................... 5

1-4-2 استان سمنان...................................................................................................................... 7

فصل دوم

2-1 سابقه تحقیقات در زمینه تبخیر -تعرق........................................................................................... 10

2-2 عوامل موثر بر تبخیر و تعرق......................................................................................................... 18

2-2-1  عوامل هواشناسی.............................................................................................................. 18

2-2-2  فاكتورهای گیاهی.............................................................................................................. 18

2-2-3  شرایط محیطی و مدیریتی.................................................................................................. 19

2-3 روش سازمان خواربار و كشاورزی ملل متحد (  FAO )...................................................................... 19

2-4  روش فائو – پنمن- مانتیس........................................................................................................ 20

2-4-1  تعیین گرمای نهان تبخیر (  l  ).......................................................................................... 21

2 -4-2 تعیین شیب منحنی فشار بخار (D)....................................................................................... 21

2-4-3  تعیین ضریب رطوبتی (g ).................................................................................................. 22

2-4-4  تعیین فشار بخار اشباع (e_a )............................................................................................... 22

2-4-5 تعیین فشار واقعی بخار (e_d )................................................................................................ 22

2-4-6 تعیین مقدار تابش برون زمینی(Ra )..................................................................................... 23

2-4-7  تعداد ساعات رو شنایی(N)................................................................................................. 24

2-4-8 تابش خالص(R_n )............................................................................................................. 24

2-4-9  شار گرما به داخل خاك(G)................................................................................................ 25

2-4-10 سرعت باد در ارتفاع 2 متری.............................................................................................. 25

2-5 لایسیمتر................................................................................................................................. 25

2-6 تارخچه ساخت لایسیمتر............................................................................................................. 26

2-7 انواع لایسیمتر:......................................................................................................................... 28

2-7-1 لایسیمتر زهكشدار............................................................................................................. 28

2-7-2  لایسیمتر وزنی................................................................................................................. 29

2-7-2-1  لایسیمتر‌های وزنی هیدرولیك.......................................................................................... 30

2-11-2-2 میكرو لایسیمتر‌های وزنی .............................................................................................. 32

2-8 طبقه بندی لایسیمترها از نظر ساختمانی........................................................................................ 35

2-8-1 لایسیمترهای با خاك دست نخورده....................................................................................... 35

2-8-2 لایسیمتر‌های با خاك دست خورده........................................................................................ 36

2-8-3 لایسیمترهای قیفی ابر مایر .................................................................................................. 36

فصل سوم

3-1 محل انجام طرح........................................................................................................................ 38

3-2 معرفی طرح و نحوه ساخت لایسیمتر.............................................................................................. 38

3-3 تهیه بستر و نحوه كشت.............................................................................................................. 39

3-4 محاسبهَ ضریب گیاهی................................................................................................................ 40

3-5 انتخاب روش مناسب برآورد تبخیر-تعرق......................................................................................... 42

3-6 پهنه بندی نیاز آبی سیب زمینی.................................................................................................... 43

فصل چهارم

4-1 بافت خاك............................................................................................................................... 45

4-2 اندازه گیری پتانسیل آب در گیاه................................................................................................... 45

4-3 محاسبه ضریب گیاهی (kc) سیب زمینی....................................................................................... 45

4-4 محاسبه تبخیر ـ تعرق و تحلیلهای آماری......................................................................................... 46

4-5 پهنه بندی نیازآبی گیاه سیب زمینی............................................................................................... 46

4-6 بحث در مورد نتایج.................................................................................................................... 47

4-7 نتیجه گیری............................................................................................................................. 48

4-8 پیشنهادات.............................................................................................................................. 48

منابع و ماخذ.................................................................................................................................. 84