دانلود تحقیق در مورد ایالات متحده و فرسایش بادی

2-2-1- سیستم آبیاری بارانی
Widget not in any sidebars

در انواع مختلف آبیاری بارانی آب به‌وسیله آبپاش‌های موجود خارج شده و به‌صورت قطره‌های ریز بر روی خاک و گیاه داخل مزرعه ریخته می‌شود. یکی از بزرگترین مشکلات این سیستم آبیاری، تلفات تبخیر و بادبردگی است، لذا انجام آبیاری بارانی در مناطق گرم و بادخیز توصیه نمی‌شود. البته برای رفع مشکل ذکرشده می‌توان آبیاری را به جای روز درشب انجام داد. زیرا در شب به‌دلیل کمتر بودن دما تبخیر نیز کمتر است. از طرف دیگر سرعت باد در شب به طور کلی از روز کمتر است. ولذا تلفات باد بردگی نیز کاهش می‌یابد. همچنین از آنجا که در آبیاری بارانی قطره‌های آب روی اندام‌های گیاه ریخته می‌شود، چنانچه کیفیت آب نامناسب باشد باعث از بین رفتن برگ گیاه شده و در نتیجه گیاه آسیب می‌بیند. بنابراین در آبیاری بارانی بر خلاف آبیاری سطحی نمی‌توان از آب با کیفیت نامناسب مانند آب‌های شور استفاده نمود. جدا از عمل آبیاری از این روش برای اهدافی مانند پخش کودهای مایع در سطح مزرعه، آبپاشی بر روی گیاه به‌منظورحفاظت گیاه در مقابل سرما و یخبندان به‌خصوص در مورد باغ‌های میوه در شب‌های سرد زمستان، مرطوب کردن سطح خاک و جلوگیری از فرسایش بادی و کنترل محیط و خنک کردن خاک و گیاه و هوای اطراف آن نیز استفاده می‌شود. در صورت استفاده از این روش آبیاری نیازی به تسطیح زمین وجود ندارد. همچنین خاک‌های کم‌عمق که با روش‌های سطحی قابل آبیاری نیستند به راحتی با این روش آبیاری می‌شوند. در سیستم آبیاری بارانی آب توسط پمپ ازیک منبع مانند چاه، کانال یا استخر برداشت شده و بافشار وارد شبکه‌ای از لوله‌ها (شامل لوله اصلی، لوله نیمه اصلی و لوله‌های فرعی یا لاترال) شده و سرانجام از آبپاش‌هایی که روی لوله فرعی قرار دارند، خارج می‌شود. خروج آب از هر آبپاش ازالگویی خاص تبعیت می‌کند وآب در شعاعی معین در اطراف آبپاش پخش می‌شود. در مرکز هر آبپاش حداکثر آب ممکن به زمین می‌رسد و با دور شدن از مرکز آبپاش، مقدار آب رسیده به زمین کاهش می‌یابد. بر این اساس در کلیه سیستم‌های بارانی باید اصل همپوشانی رعایت شود تا آب رسیده به نقاط مختلف زمین تقریباً یکسان شود. منظور از همپوشانی آن است که شعاع پاشش آبپاش‌های مختلف باید در یکدیگر تداخل داشته باشند تا نقاط دورتر از مرکز یک آبپاش، از آبپاش مجاور نیز آب دریافت کنند (فولادمند، 1388).
2-2-2- معرفی دستگاه آبفشان دوار
دستگاه‌های آبفشان دوار ابتدا در ایالات غربی آمریکا که کمبود کارگر محسوس بود ابداع گردید. هزینه این سیستم‌ها در واحد سطح آبیاری نسبت به سایر سیستم‌ها زیاد است. بنابراین هرچه دستگاه بزرگتر و سطح پاشش افزایش یابد این سیستم‌ها کاراتر خواهند بود به طوری که در بعضی سیستم‌ها سطح آبیاری شده بالغ بر 500 تا 600 هکتار است. ولی بالا رفتن سطح آبیاری سطح راهبری سیستم را با مشکل مواجه می‌سازد و اگر خللی در دستگاه پدید آید زیان حاصله از آن بسیار زیاد است. تجربه نشان داده است که سیستم‌هایی که سطح آبیاری در آنها 50 تا 65 هکتار است موثرترین نوع سیستم آبفشان دوار هستند (علیزاده، 1386).
در سیستم آبفشان دوار یک لوله لاترال بزرگ که آبپاش‌ها روی آن نصب شده‌اند روی چند برج چرخدار در بالای گیاه مستقر شده و لاترال حول یک نقطه مرکزی به آهستگی در چرخش می‌باشد. آب توسط لوله اصلی زیرزمینی از نقطه مرکزی وارد لوله لاترال شده و لوله لاترال در یک دور کامل دایره‌ای به شعاع طول لوله را آبیاری می‌کند. از آنجا که با کمی افزایش در طول لوله لاترال سطح وسیع‌تری در برگرفته می‌شود لذا آبپاش‌های انتهایی باید مقدار آب بیشتری را نسبت به آبپاش‌های نزدیک نقطه مرکزی پخش کنند یا اینکه آبدهی آنها بیشتر باشد و یا فاصله آبپاش‌ها از یکدیگر کوچکتر ازحد معمول باشد (علیزاده، 1386).
آبفشان دوار با چرخش تنها یک لترال که در مرکز به سیستم آبرسانی متصل است، زمینی دایره‌ای شکل را آبیاری میکند. طول معمول لترال 200 تا 400 متر میباشد که با نصب آبپاش یا سایر انواع پاشندهها در نقاط مختلف از این لترال سطح زیر آن آبیاری میگردد. در فواصل معین در طول دستگاه برجک‌هایی قرار دارد که با تنظیم سرعت حرکت چرخهای برجک انتهایی سرعت چرخش دستگاه مشخص میگردد.

شکل 2-1- دستگاه آبفشان دوار در حال آبیاری- اینترنت
از اشکالات دستگاه آبیاری آبفشان دوار، آبیاری دایره شکلی اراضی است. یکی از روش‌های رفع این اشکال استفاده از سیستم گان انتهایی می‌باشد. افزایش دبی در این سیستم تکمیلی و در نتیجه افزایش قطر لترال آبیاری و از طرفی فشار زیاد کارکرد گان از معایب گان انتهایی میباشد. استفاده از سایر سیستمهای آبیاری برای گوشههای زمین نیز راهکار دیگری است که در طرحهایی که محدودیت اصلی وسعت زمین زراعی می‌باشد مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما با توجه به وسعت اراضی زراعی در مقایسه با محدودیت منابع آب در کشور ما، عدم پوشش کامل اراضی مشکلی ایجاد نمی‌نماید.

شکل 2-2- نمایی از اراضی تحت پوشش دستگاه‌های آبفشان دوار- ایالات متحده امریکا
2-2-2-1- اجزای دستگاه
به‌طورکلی دستگاه به چهار بخش سازه، کنترل، نیروی محرکه و سیستم توزیع و پخش آب تقسیم می‌گردد.
سازه دستگاه به‌منظور کنترل تنش‌های موجود و وارده بر دستگاه با توجه به پارامترهای مهندسی ساخته شده است که شامل سه بخش پایه مرکزی ، دهانه و بـرج متحـرک می‌باشد در شکـل‌های (2-3) و (2-4) تصویر این اجزاء نشان داده شده است.

شکل 2-3- نمایی از پیوت- شاهرود، مزرعه قرائی

شکل 2-4- نمایی از اسپن و برج- ایالات متحده، کلورادو
اسپن‌ها بایستی توان مقاومت در شرایط ناهموار توپوگرافی (پستی و بلندی) و جوی (وزش بادهای شدید) را داشته و بتوانند آبیاری کنند. طول اسپنها بسته به کارخانه سازنده به طور معمول بین 35 تا 65 متر متغیر است. برجهای متحرک در انتهای هر دهانه قرار گرفتهاند که علاوه بر تحمل وزن دستگاه وظیفه حرکت دستگاه را نیز بر عهده دارند. هر برج دارای دو چرخ بوده و حرکت آن توسط الکتروگیربکس و گیربکس‌های نصب شده روی تایر صورت می‌پذیرد. بخش کنترل نیز خود از چهار جزء اصلی مشتمل بر تابلو اصلی، کلکتور، کابل و تابلوی فرمان برج تشکیل شده است. تابلوی اصلی به پایه مرکزی نصب شده و کنترل میزان بارش دستگاه و سرعت حرکت آن، روشن و خاموش کردن دستگاه، تعیین جهت چرخش دستگاه و عیب‌یابی دهانهها که دچار توقف شدهاند از وظایف آن است (شکل 2-5). برای ایجاد ارتباط دائم و دقیق جهت عبور جریان برق، کابل دهانه باید قادر به چرخش حول پایه مرکزی باشد که این وظیفه بر عهده کلکتور است. حرکت مستقل هر دهانه نسبت به سایر دهانه‌ها و در مجموع تنظیم حرکت یکنواخت و یکپارچه دستگاه وظیفه تابلوی فرمان برج می‌باشد که در بالای تک‌تک برج‌ها نصب می‌گردد. بخش نیروی محرکه نیز از گیربکس، الکتروگیربکس، گاردان و چرخ‌ها تشکیل می‌شود.

شکل 2-5- نمایی از تابلوی اصلی یک نمونه دستگاه آبفشان دوار- شاهرود، مزرعه قرائی
سیستم توزیع و پخش آب شامل اسپن‌ها (در اینجا به‌عنوان لترال)، عصایی، آبپاش، رگلاتور تنظیم فشار، نازل و سایر اتصالات و ضمائم میباشد که بسته به شرایط خاک، محیط، الگوی کشت و برنامه‌ریزی آبیاری تعیین می‌گردد. قطر اسپن‌ها با توجه به دبی دستگاه انتخاب میگردد که علی‌رغم کاهش دبی در طول آبفشان دوار معمولاً سعی می‌شود از تنوع قطر لترال پرهیز گردد.
غالباً در انتهای لوله لاترال یک عدد آبپاش بزرگ به نام تفنگ انتهایی نصب می‌شود تا سطح بیشتری را آبیاری نماید، چون قطر این آبپاش نسبتاً بزرگ است، می‌بایست فشار آب در آن زیاد باشد. امروزه وجود آبپاش تفنگی در انتهای لوله تقریباً عادی شده، زیرا اکثر زارعین تمایل دارند گوشه‌های زمین، که در غیر اینصورت بلا استفاده می‌ماند، آبیاری شود (علیزاده، 1386).
با افزایش فاصله آبپاش‌ها از مرکز دستگاه نیاز است تا دبی بیشتری از آبپاش خارج گردد که این کار یا از طریق کم کردن فاصله آبپاش‌ها و یا از طریق تغییر نازل آنها (افزایش قطر دهانه نازل) صورت می‌پذیرد.