علوم آب و خاک

با گذشت سال‌های متمادی از آغاز طرح‌‌ زیربنایی و ملی تجهیز و نوسازی اراضی شالیزاری، ارزیابی عملکرد مدیریت توزیع و تحویل آب این پروژه، برای دریافت بازخورد‌های آن در مسیر تحقق اهداف مدنظر، ضروری است. اما نتایج ارزیابی یک سیستم وقتی قابل اتکا است که فارغ از قضاوت‌های سلیقه‌ای و براساس شاخص‌های کمی انجام شود. لذا در این پژوهش، شاخص‌ آماری خطای کلی عملکرد تحویل آب و مؤلفه‌های آن، شامل؛ خطاهای کفایت،‌ مدیریت‌پذیری و عدالت، براساس محاسبه نیاز آبی و اندازه‌گیری میزان آب تحویلی، برای آبگیرهای دو کانال آبیاری بتنی و خاکی اراضی روستای اسماعیل‌کلای جویبار، در فصل آبیاری سال 1394، محاسبه و مقایسه شد. نتایج نشان داد؛ هرچند کانال بتنی (28/0) نسبت به کانال خاکی (43/0) خطای کمتری داشت و در مقایسه با کانال خاکی، سهم مؤلفه‌های کفایت و قابلیت مدیریت سیستم از خطای کل، از 47 درصد، در آن به کمتر از 10 درصد رسید، اما مقدار خطا در عدالت توزیع که برابر 25/0 (90 درصد از خطای کل) است، موجب شد خطای مدیریت در تحویل آب کانال بتنی نیز همچنان زیاد باشد. لذا برای کاهش خطای عملکرد، پس از پوشش کانال، باید علاوه‌بر توجیه مدیریت آبیاری، نسبت به تحویل آب مبتنی بر نیاز، در ساختار آبگیری و کنترل جریان هم بازنگری شود.

یکی از مشکلاتی که شبکه¬های آبیاری با آن مواجه هستند، تغییر میزان دبی عبوری از سازه آبگیر به‌واسطه نوسانات شدید سطح آب در مجرای اصلی است. یکی از راه¬های مؤثر کاهش این نوسانات، افزایش طول تاج سرریز در عرض مشخصی از کانال است که با استفاده از سرریزهای کنگره¬ای می¬توان به این هدف دست یافت. سرریز کنگره‌ای همان سرریز خطی است که در پلان به‌صورت شکسته دیده می‌شود. در این پژوهش، از یک سرریز کنگره¬ای با طول 3/72 متر، سه ارتفاع 15، 17 و 20 سانتی‌متر، سه شکل مختلف دندانه (مستطیل، مثلث و ذوزنقه) و یک سرریز خطی با همان سه ارتفاع استفاده شده است. همچنین ضریب ¬دبی این سرریز به‌صورت آزمایشگاهی در یک کانال به‌طول 15 و عرض 1 متر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داده است که در یک طول و ارتفاع ثابت، با افزایش نسبت هد آب بالادست به ارتفاع سرریز (H_t/P )، ضریب¬دبی کاهش یافته است. همچنین برای یک طول مشخص از سرریز و در یک H_t/P  ثابت، با افزایش ارتفاع سرریز، ضریب ¬دبی کاهش یافته است. سرریز خطی و سرریز کنگره¬ای بدون دندانه نسبت به سرریز کنگره¬ای دندانه¬دار به‌ترتیب 3/3 و 1/2 برابر عمق آب بیشتری در بالادست ایجاد می¬کنند.

فرسایندگی از عوامل اصلی مدل­ های فرسایش خاک است. با اینکه ایران از دیدگاه اقلیمی عمدتاً گرم و خشک است، اما بارندگی ­های بسیار شدید و بارندگی­ های بسیار سنگین که به دفعات بسیار کم در این گونه اقلیم­ها رخ می­ دهد، می ­تواند زیان سنگینی به منابع خاک وارد آورد. در معادله جهانی تلفات خاک فرسایندگی باران بر پایه شدت بارندگی محاسبه می­ شود. داده­ های بارندگی ساعتی ERA5 به مدت 45 سال برای محاسبه فرسایندگی باران در ایران به کار گرفته شد. پردازش این داده­ ها نشان داد که تعداد رویدادهای بارشی در ایران پراکنش مکانی بسیار ناهمگونی دارد. ایران مرکزی با کمتر از 20 رویداد در سال و کرانه­ های خزر با نزدیک به 450 رویداد در سال دو اقلیم بارشی متباین را به نمایش می­ گذارند. کرانه ­های خزر و بلندی­ های زاگرس در هر رویداد بارشی چیزی کمتر از ده میلی­متر بارش دریافت می­ کنند که باز در تباین با ایران مرکزی است. میانگین دوام هر رویداد بارشی روی این دو قلمرو نیز نزدیک به ده ساعت است. در کرانه ­های خزر منبع رطوبتی دریای خزر و روی زاگرس بلند منبع رطوبتی دریای عرب، تداوم و مقدار بارش دریافتی در هر رویداد بارشی را تبیین می­کند. شدت رویدادهای بارشی در غرب زاگرس و سراسر کرانه­ های جنوبی ایران در تباین با دیگر بخش­ های کشور است. سازوکار تزریق رطوبت از روی دریای عرب به درون ایران شدت این بارندگی­ ها را تبیین می ­کند. فرسایندگی باران در بیش­تر نقاط ایران بسیار کوچک است؛ اما زاگرس، کرانه ­های خزر و برخی کوهستان ها فرسایندگی بزرگ نشان می­ دهند. میانگین فرسایندگی ایران بر پایه داده ­های یک ساعته و بدون اعمال ضریب اصلاحی نزدیک به 80 مگاژول میلی­متر بر هکتار ساعت سال است.