Skip to main content
SUPERVISOR
محمد شایان نژاد (استاد مشاور) مجید وظیفه دوست (استاد مشاور) بهروز مصطفی زاده فرد (استاد راهنما) مریم نوابیان (استاد مشاور)
 
STUDENT
Forough Kamyab Talesh
فروغ کامیاب طالش

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1389

TITLE

Optimal Combination of Surface and Ground Water to Reduce Salinity Impact in Irrigation Network of Garmsar
Soil and water salinities are major environmental factors limiting the productivity of agricultural lands especially in arid and semi-arid regions. This study was carried out in two different soil textures to simulate the relationship among yield, irrigation water salinity and soil salinity for different crops such as cotton, maize, alfalfa, barley and wheat for an arid region located in Semnan Province, central part of Iran with area of 35000 ha including 94 villages belonged to irrigation network of Garmsar District (52 ? 25' N 35 ? 11' E). For simulation, the SWAP model was linked to the SENSAN model. The data collected from the above 94 villages for years 1998 to 2007 were used to calibrate and evaluate yield of above crops using the SWAP model. The model was calibrated for above crops based on potential yields and then verified based on ten years yield data. Results of the model analysis showed that SWAP model is able to predict yield with good degree of accuracy. The simulated yields of cotton, maize, alfalfa, barley and wheat corresponded well with the observed yield values. The sensitivity of the crops to soil and irrigation water salinities were determined and more salt tolerance crops were selected for the study area. Wheat was found to be more sensitive to salinity as compared with cotton, but it was more salt tolerance than maize and alfalfa. Then the percentages of groundwater combination with surface water for irrigation by using combining SWAP model and genetic algorithm were determined. The percentage of groundwater means percentage of original groundwater that farmers in the study area are using and combining with surface water minimum objective function accrued when 80% of groundwater is combined with surface water for irrigation. Keywords : Simulation, optimization, salinity, salt tolerance, combining saline water with irrigation water, yield reduction
تأمین غذا و نیازهای اساسی بشر یکی از اهداف مهم کشاورزی به شمار می رود. افزایش جمعیت مستلزم افزایش تولیدات کشاورزی به میزان تقریبی 40 تا 50 درصد طی 30 تا 40 سال آینده است . اما از جمله مشکلات اساسی که همواره مانع بزرگی در برابر پیشرفت کشاورزی در جهان بوده است، شوری آب و خاک است. در بسیاری از مناطق، شوری باعث کاهش محصول شده و حتی در بعضی از مناطق به دلیل شوری زیاد، فعالیت های کشاورزی رها شده است. با اعمال روش های مدیریتی مناسب آب های شور تحت شرایط مختلف در سراسر دنیا برای آبیاری به کار گرفته شده اند. آزمایش های صحرایی برای تعیین و تحلیل مدیریت های مختلف آبیاری با آب شور، مفید هستند. اما محدودیت های قابل توجهی نیز دارند. از مدل های شبیه سازی می توان به عنوان طرح توسعه یافته ای از آزمایش های صحرایی برای غلبه بر این محدودیت ها استفاده کرد. بنابراین استفاده از آب های شور و لب شور، مستلزم رعایت مدیریت های خاصی در مزرعه می باشد. در این رابطه راه کارهای متفاوتی جهت افزایش تولیدات محصولات کشاورزی و کنترل شوری آب و خاک وجود دارند که از جمله می توان به کاشت گیاهان مقاوم به شوری، کاهش فاصله آبیاری به منظور جذب بهتر آب توسط گیاه، مصرف آب بیشتر به منظور آبشویی، استفاده از سیستم زهکشی، استفاده از آبیاری قطره ای، تغییر روش های زراعی به منظور کنترل شوری، افزایش راندمان کاربردآب، تلفیق آب شور و شیرین به منظور کاهش غلظت نمک در آب آبیاری و استفاده از روش ها و تکنیک های جدید جهت کنترل شوری آب و خاک اشاره کرد. در تحقیق حاضر با کمک مدل شبیه ساز SWAP به شناسایی گیاهان مقاوم به شوری در سطح منطقه گرمسار پرداخته شده است. سپس با تلفیق مدل شبیه ساز و مدل بهینه یاب درصد اختلاط دو آب با شوری های مختلف برای کاهش شوری در منطقه تعیین گردید. در این راستا اطلاعات مورد نیاز برای شبیه سازی با مدل SWAP جمع آوری گردید و سپس مراحلی شامل ترسیم نقشه مربوط به محدوده هر روستای تحت پوشش شبکه آبیاری، تعیین بافت خاک غالب و شوری در هر روستا، تعیین عمق متوسط و کیفیت آب زیر زمینی در هر روستا، تعیین حقابه هر روستا، میزان برداشت از چاه در هر روستا، تعیین سطح زیر کشت گیاهان تابستانه و زمستانه، تعیین تاریخ های آبیاری در منطقه، تعیین عمق آب قابل دسترس در هر آبیاری برای هر گیاه در سطح روستا با توجه به میزان آب موجود و کد نویسی در نرم افزار MATLAB برای شبیه سازی در منطقه انجام گردید و مدل اجرا شد. نتایج کارایی نسبتا خوب مدل در سطح منطقه را نشان داد.کارایی مدل براساس معیارهای جذر میگین مربعات خطا (RMSE) و ضریب تبیین (R 2 ) ارزیابی گردید . این مقادیر برای 5 گیاه طی یک دوره 10 ساله محاسبه گردیدند. حداقل و حداکثر مقدار RMSE ،7/0 و 38/6 تن در هکتار به ترتیب برای یونجه و جو و حداقل و حداکثر R 2 ، 94/0 و 37/0 به ترتیب برای جو و پنبه محاسبه شدند. همچنین میزان تحمل به شوری و کاهش عملکرد به ازای یک واحد شوری برای گیاهان کشت شده در منطقه مورد مطالعه تعیین شدند و گیاهان از نظر مقاومت به شوری دسته بندی گردیدند. در پایان میزان بهینه اختلاط آب سطحی شیرین با آب زیرزمینی شور با استفاده از ترکیب مدل شبیه ساز SWAP با الگوریتم ژنتیک تعیین گردید. نتایج نشان داد ترکیب میزان 80 درصد آب زیرمینی (کاهش 20 درصدی از آب زیرزمینی که به صورت سنتی زارعین ترکیب می کنند) با آب سطحی شیرین می تواند در دراز مدت باعث کاهش شوری ذخیره شده در منطقه ریشه وتخلیه بخشی از نمک های مازاد خاک از منطقه ریشه گردد. واژه های کلیدی: شبیه سازی، بهینه یابی، شوری، آستانه تحمل به شوری، اختلاط آب شور و شیرین و کاهش عملکرد

ارتقاء امنیت وب با وف بومی