آب ماده اي است که حيات بدون آن ميسر نيست. بشر در دوره نو سنگي سعي در مهار آب داشته است و بر روي الواحي که از 4 هزار سال قبل از ميلاد از سومري ها باقي مانده است سنگ نوشته هائي با اين مضمون موجود است. در دين يهود اشاره شده است که حضرت موسي در 1400 سال قبل از ميلاد مسيح با عصاي سحرآميز خود چشمه اي در دل کوير پديد آورد. اين موضوع بر اهميت آب در زمانهاي گذشته صحه مي گذارد، به نحوي که تمدنهاي بزرگ در کنار  رودهاي بزرگ ظاهر شده اند.

استخراج آبهاي زيرزميني سابقه اي طولاني در کشورهاي مختلف چون چين (حفر چاهي تا عمق 1500 متر بوسيله دسته هاي ني) ، مصر (چاه يوسف با عمق تقريبي 100 متر 3000 سال قدمت دارد) و ايران باستان دارد.  منوچهر پادشاه ايراني حدود 3400 سال پيش دستور داد تا حفر کاريز (قنات ) را به برزگران بياموزند.  پيوند دادن لوله هاي چاه و انتقال ثقلي آب زيرزميني کاري طاقت فرسا بوده که ايرانيان سرآمد آن بوده اند. کهن ترين قناتي که آثاري از آن باقي مانده است در شمال ايران پيدا شده است. اين قنات همزمان با ورود آريائي ها حفر گرديده است. عمر قنات گناباد که مادرچاه آن 300 متر عمق دارد را 2500 سال برآورد کرده اند.
امپراطوري ايران تا دوره طولاني از لحاظ قدرت در دنيا بيمانند بود و اين  نه فقط به لحاظ نظامي بلکه فنآوري سرآمد سپاه ايران  بود.  در تاريخ آمده است که کورش بزرگ پس از گرفتن سرزمين سوريه در آسياي صغير به بابل که همچون دژي مستحکم بود حمله کرد.  ديده بانان بابلي وقتي ايرانيان  را در حال حفر کانال ديدند به آنان ريشخند زدند تا اينکه سپاه ايران با انحراف آب رودخانه و پائين افتادن سطح آب فرات از رود گذشتند و وارد بابل شدند.  پس از کورش پسرش کمبوجيه به فکر حفر کانال سوئژ افتاد ولي به دليل اوضاع نابسامان سياسي در نقاط ديگر کشور مجبور به ترک مصر شد تا اينکه پادشاه ديگر ايران داريوش، کانالي حفر کرد و رود نيل را به درياي سرخ پيوند داد تا کشتي هاي جنگي ايران از درياي مديترانه وارد رود نيل شوند. خشايار شاه پسر داريوش در 480 سال قبل از ميلاد با سپاه بزرگي از کشتي هاي جنگي به يونان حمله کرد و با حفر کانال بزرگ خشايار شاه که عرضي نزديک به 45 متر داشت لشکريان خود را به جاي عبور از درياي اژه از آن عبور داد.
مک لوئي (1984) اظهار مي کند که ايرانيان نخستين مردمي بودند که با ساختن "چرخ آبي" آب رودخانه ها را به زمين هاي زراعي پائين تر و بالاتر منتقل کنند. اهميت آب در ايران باستان آنچنان زياد بود که برخي رودخانه ها با نام رودخانه هاي شاهنشاهي شناخته مي شد و براي شروع آبگيري از آنها الزاماٌ مي بايست فرستاده فرمانروا حضور داشته باشد و  مردم مي بايست آب بهاي استفاده از رودخانه را به خزانه واريز مي کردند.
در کتب و آثار به جامانده از دانشمندان قديمي ايران بطور مفصل به بحث شناخت و اهميت آب پرداخته شده است.  ابوبکر محمدبن الحسن الکرجي دانشمند ايراني بود که بيش از 1000 کتابي بنام "استخراج آبهاي پنهاني" نگاشت و جالب اينجاست که ايشان در آن زمان سيکل هيدرولوژيکي را تشريح مي نمايند. خواجه نظام الملک در کتاب سياست نامه خود موضوع توزيع عادلانه آب را امري حياتي بر مي شمرد و عدول از آن را باعث تباهي مملکت مي داند.  ايرانيان تجارب خود در صنعت آب را به مردم ديگر منتقل مي کردند، آنچنانکه نقل است سلمان فارسي با  انديشه حفر خندق مانع از نفوذ لشکر قريش شد.

بر گرفته از سایت  www.iranhydrology.com

خصوصیات فیزیکی آب :

1_ماده ای بات وزن مولکولی آب در طبیعت بایستی به صورت گاز می بود و دمای ذوب آن
100- درجه سانتیگراداست درحالی که آب با این وزن مولکولی به صورت مایع و دمای ذوب
آن 0 درجه.

2-آب بین موارد مشابه بعد از آمونیاک بالاترین گرمای ویژه را دارد این پدیده باعث تثبیت درجه حرارت محیط میشود مانند مناطق ساحلی.

3- آب بالاترین گرمای ویژه را داراست بطوری که تبخیر هر گرم اب 100 درجه ، 540 کالری است .

4_گرمای ذوب آب بالاست و مقدار انرژی که هر گرم آب ذوب می شود 80کالری است این خصوصیت در جلوگیری از سرمازدگی میباشد.

5- آب در بین مایعات هادی خوبی است .

6- آب در مقابل تابشهای نور مرئی 390 تا760 نانومتر به عنوان یک جسم شفاف عمل می کند یعنی نور را از خود عبور می دهد.

7_آب در مقابل تابشهای موج بلند (ماورای بنفش یا فرو سرخ) مانند یک جسم سیاه عمل میکند ،صافی های آبی به عنوان بهترین جذب کننده گرما گرما شناخته شده اند.

8- بالاترین نیروی چسبندگی بین ذرات آب :صعود شیره گیاهی و املاح در درختان بلند به دلیل نیروی چسبندگی آب می باشد.

9- بالابودن چگالی آب :

حجم آب در هنگام یخ زدن 9% افزایش پیدا می کند این امر باعث می شود که توده های یخ بصورت شناور در سطح آب باقی بمانند و به اعماق نروند ( وزن آنها کم می شود )و لذا دمای آب در کف دریاها هیچوقت از 4 درجه سانتیگراد پاین تر نمی رود و لذا حیات آبزیان تآمین مشود.

10- قابلیت یونیز شدن ذرات آب بسیار کم است ، ساختمان آب از نظر شیمیایی چهار وجهی است و پیوندهای بین آنها شامل زیر  میباشد :

الف)پیوندهای هیدروژنی : جمع شدن آب در پشت سدها، صعود شیره گیاهی در درختان بلند.

ب)پیوندهای وندروالسی

ج)پیوند قطبی

تعاریف پتانسیل آب در خاک:

1-   حالت فیزیکو شیمیایی آب در خاک را پتانسیل اب در خاک می نامند.

2-  مقدار انرژی یا کاری که باید انجام شود تا یک گرم آب از موقعیت خود جدا شده و در موقعیتی که مورد نظر ماست قرار گیرد .

انواع پتانسیل آب در خاک :

1-   ثقلی :

پتانسیل ثقلی یک ذره آب در خاک برابر با فاصله عمودی آن نقطه تا سطح مبنا . اگر ذره بالای سطح مبنا باشد مثبت و اگر زیر سطح مبنا باشد منفی می باشد .

2-   پتانسیل ماتریک:

ناشی از چسبیدن  آب به ذرات جامد خاک یا ماتریکس خاک می باشد پتانسیل ماتریک همیشه عددی منفی میباشد یعنی یک گیاه باید مکش ایجاد کند یا نیرویی وارد کند تا آب را جذب کند.

       - پتانسیل ماتریک فاصله عمودی آن فطه تا سطح  آب زیر زمینی .

       - پتانسیل ماتریک فقط در خاکهای غیر اشباع وجود دارد .

       - پتانسیل ماتریک بوسیله تانسیومتر اندازه گیری می شود.

   3- پتانسیل فشاری :

      -  پتانسیل فشاری ناشی از ارتفاع آبی است که روی ذره خاک قرار دارد.

      -  پتانسیل فشاری در خاکهای اشباع وجود دارد.

      - پتانسیل فشاری همیشه عددی مثبت بوده و مقدار آن فاصله عمودی آن نقطه تا سطح آب زیر زمینی .

      - واحد پتانسیل فشاری متر یا سانتیمتر است.

   4- پتانسیل اسمزی :

این پتانسیل  به علت غلظت نمک در محلول  موجود در خاک است در سیستم آب و خاک ، هم ریشه و هم نمک آب را به سمت خود میکشند . در واقع باید قدرت جذب ریشه ها بر نمک فایق آید ، در غیر اینصورت گیاه صدمه خواهد دید . مگر اینکه سعی شود مقدار نمک در محلول خاک تقلیل یابد  در خاکهایی که مقدار نمک زیاد باشد حتی آب موجود در ریشه ها نیز به سمت نمک کشیده می شود . اگر نمک موجود در محلول خاک اندک باشد می توان از پتانسیل اسمزی صرفنظر کرد والا باید این پتانسیل هم مانند پتانسیلهای دیگر به عنوان جزئی از پتانسیل کل آب خاک  محسوب گردد.  

 5- پتانسیل حرارتی :

در اثر اختلاف درجه حرارت  آب در نقاط مختلف خاک بوجود می آید و معمولا" در خاک صرفنظر می شود.

آخرین قسمت وتکمیل شده قسمت های قبل کتاب آب و خاک و گیاه ویرایش هشتم در لینک زیر قابل دریافت می باشد

باتشکر 

م.درخشی

 برای دریافت و دانلود فایل روی لینکهای زیر کلیک کنید !!!!

آب و خاک و گیاه بخش 3 خاک شامل 9فصل ویرایش هشتم و تکمیلی فایلWord

آب و خاک و گیاه بخش 3 خاک شامل 9فصل ویرایش هشتم و تکمیلی فایل  Pdf 

 با سلام و تبریک سال نو امیدواریم در مدت زمان باقی مانده و با استفاده از مطالب موجود در وبلاگ که نتیجه تحقیق و تلاش ما می باشد نهایت استفاده را شما عزیزان ببرید/

درقسمت کتاب آب خاک وگیاه مطالب خوبی در اختیارتان قرار خواهد گرفت

باتشکر 

م.درخشی

 برای دریافت و دانلود فایل روی لینکهای زیر کلیک کنید !!!!

آب و خاک و گیاه (گیاه و عوامل موثر در رشد)بخش 3 خاک شامل 9فصل فایلWord

آب و خاک و گیاه (گیاه و عوامل موثر در رشد)بخش 3 خاک شامل 9فصل فایل  Pdf 

****  دریافت فایل کامل وخلاصه جزوه آب و خاک   ****

جهت دریافت روی لینک زیر کلیک کنید

آب و خاک و گیاه (گیاه و عوامل موثر در رشد)بخش 3 خاک

آبياري

عبارتست از رسانيدن آب کافي به خاک به منظور تأمين رطوبت لازم براي رشد گياه

هدف از آبياري :

1 – تأمين رطوبت لازم براي رشد گياه
2 – کم کردن خطر يخبندان
3 – از بين بردن و يا کم کردن نمک موجود در گياه
4 – حاصل خيز کردن و اصلاح اراضي کم قوت و شني به کمک آبهايي که داراي املاح معدني هستند.
5 – ايجاد سهولت و امکان اجراي عمليات زراعي
6 – کنترل درجه حرارت براي رشد بهتر گياه

روش هاي آبياري :

به هر روشي که بتوان آب را به پاي بوته رسانده و رطوبت مورد نياز گياه را تأمين کرد، روش آبياري مي گويند که عبارتست از :

1 – آبياري سطحي يا ثقلي :
در اين روش آب تحت تأثير ثقل به حرکت درآمده و تمام (در کراتي ونواري) و يا قسمتي (در نشستي) از سطح مزرعه را مرطوب مي سازد.

2 – آبياري با لوله هاي تحت فشار :
آب در شبکه اي از لوله ها به صورت تحت فشار جريان داشته و به صورت باران (باراني) و يا به صورت قطرات ( قطره اي) رطوبت خاک را تأمين مي کند.

3 – آبياري زير زميني :
آب از زير خاک وارد شده و فقط به مقدار بسيار کمي که ممکن است سطح خاک را مرطوب کند.

آبياري کرتي :

در اين روش زمين به قطعاتي که داراي سطح صاف و بدون شيب هستند، تقسيم مي شود.
پشته ها در اطراف کرتها ساخته مي شوند که آب در داخل کرت باقي بماند.

معايب آبياري کرتي :

1 - احتياج به عمليات تسطيح دقيق دارد و معمولاً هزينه زيادي را مي طلبد.
2 – وجود پشته هاي اطراف کرت به عنوان مانع بزرگي براي عمليات کاشت، داشت، برداشت مکانيزه
3 – در صورت ضعيف بودن زهکشي طبيعي، منطقه احتياج به ايجاد زهکش دارد.
4 – زمين قابل ملاحظه اي بوسيله مرزها و نهرها اشغال مي شود و سطح مفيد زير کشت را کاهش مي دهد.

 اندازه کرت :

اندازه کرت متفاوت است. اندازه کرت به عواملي چون نوع خاک، مقدار جريان ، عمق آبياري ، اندازه مزرعه، شيب زمين، شيوه زراعت بستگي دارد.

 طول کرت :

طول کرت عامل مهمي است در پخش يکنواخت آب . در شرايط مختلف از 400 – 600 متر بسته به عواملي چون جنش خاک، شيب طولي کرت، دبي جريان، نفوذ پذيري خاک متغير است.

 عرض کرت :

عرض کرت تابع شيب عرضي زمين، شيب طولي کرت، مقدار آبدهي ، نوع محصول و عرض کار ماشين آلات زراعي است و درهر صورت بين 20 – 5 متر و گاه 30 متر است.

 طول مدت آبياري کرت :
معيار در آبياري کرتي اين است که :

1 – حجم آبي که وارد کرت مي شود به طور متوسط به اندازه عمق ناخالص آبياري (fg) براي پوشانيدن سطح کرت کافي باشد.
2 – زمان تماس آب با خاک در انتهاي کرت معادل زمان لازم براي نفوذ عمق خالص آبياري (fn) باشد.
T = زمان آبياري
Q = دبي ورودي به کرت
Fg= عمق ناخالص آب آبياري
A = سطح کرت
T × Q = Fg × A

محاسبه آب ورودي به کرت :
روش کار :

1 – ابعاد کرت را با متر اندازه گيري مي کنيم تا سطح آب مشخص شود.
2 – باتوجه به بافت خاک و گياه مورد کشت عمق خالص آب آبياري را تعيين مي کنيم.
3 – زمان آبياي را اندازه گيري مي کنيم
4 – با توجه به بافت خاک راندمان مصرف آب را بدست مي آوريم.
5 – از فرمول زير دبي آب ورودي به کرت را محاسبه مي کنيم.

 T=

آبياري نشستي :

عبارتست از ايجاد جويچه هاي کوچک به نام شيار در طول مسير آبياري که معمولاً داراي شيب ملايم (کمتر از يک درصد) است.

 تعيين ابعاد نشستي :

ابعاد جوي و پشته در آبياري نشتي به عوامل زير بستگي دارد :
1 – حرکت آب در خاک
2 – نوع گياه
3 – شيوه زراعت

آبياري تحت فشار :

در اين روش ، جريان آب با استفاده از موتور و پمپ در شبکه اي از لوله هاي اصلي و فرعي به صورت تحت فشار جريان مي يابد.
انواع آبياري تحت فشار :
آبياري باراني :
روشي است که در آن آب آبياري را با سرعتي مساوي و يا کمتر از نفوذ پذيري خاک به صورت باران بر سطح زمين پخش مي کنيم. مجموعه وسايل و لوله هايي که اين آب را از منبع آبي تا دهانه آبپاش منتقل مي کند شبکه آبياري باراني ناميده مي شود.
موارد استفاده از آبياري باراني :
1 - خاک بيش از حد متخلخل است و با آبياري سطحي توزيع يکنواختي بوجود نخواهد آمد
2 – عمق خاک حاصلخيز کم بوده و نمي توان تسطيح لازم براي آبياري سطحي بوجود مي آورد.
3 – شيب زمين زراعي تند و خاک به سادگي قابل فرسايش باشد
مزاياي آبياري باراني
1 – صرفه جويي در مصرف آب به علت تلفات کم آب آبياري و امکان آبياري کم و مکرر
2 – عدم نياز به تسطيح در زمين هاي داراي پستي و بلندي
3 – کاهش هزينه کارگر آبيار نسبت به روش هاي سطحي
4 – دما و رطوبت گياه را مي توان کنترل کرد
معايب آبياري باراني :
1 – هزينه زياد
2 – زياد بودن مقدار تبخير در حين پاشش
3 - کم شدن درجه حرارت هواي محيط در موقع تبخير و کند شدن رشد گياه
4 – مشکل شدن عمل لقاح در موقع آبياري

اجزاي اصلي سيستم آبياري باراني :
1 – منبع آب
2 – منبع تأمين فشار
3 – شبکه لوله ها شامل لوله هاي اصلي و لوله هاي جانبي
4 – آب پاشها
5 – ضمائم

سيستم هاي آبياري باراني :
الف) سيستم هاي با جابه جايي متناوب :
در اين نوع سيستم ها معمولاً لوله هاي فرعي متحرک بوده و بعد از هر آبياري به محل جديد خود منتقل شده و شروع به آبياري مي کند.

ب) سيستم هاي با جابه جايي ( حرکت ) مداوم :
در اين سيستم به اندازه کافي لوله هاي فرعي وجود دارند و لذا احتياجي به جابه جايي لوله ها براي تمام يک دوره آبياري نيست
آبياري قطره اي :
در اين روش آب از منبع تا پاي بوته، به وسيله لوله هاي آبرساني به حالت تحت فشار منتقل و در انتها به صورت قطراتي از شبکه لوله ها خارج و در پاي بوته ريخته مي شود.

موارد استفاده از آبياري قطره اي :

1 – در اقليم هاي معتدل
2 – در باغ هاي ميوه جوان که ريشه درختان توسعه چنداني ندارند
3 – در گياهاني که فاصله بوته ها کم و تعداد آنها در واحد سطح زياد است
4 - در استفاده از آب هاي لب شور

مزاياي آبياري قطره اي
1 – به سبب کاهش تبخير از سطح خاک و نفوذ عميقي ناچيز کارايي مصرف آب را افزايش مي دهد.
2 - با کاهش سطح مرطوب خاک، مشکلات ناشي از وجود حشرات و بيماري ها و رشد قارچ ها نيز کاهش مي يابد.
3 – آبياري قطره اي مانع عمليات داشت نمي شود
4 – امکان کود دادن همراه با آب آبياري وجود دارد

معايب آبياري قطره اي :
1 – هزينه زياد در تأسيس آن
2 – محصولات زراعي مانند گندم را که به صورت متراکم کشت مي شوند، نمي توان با روش قطره اي آبياري کرد.
3 – اساسي ترين مشکل در آبياري قطره اي مسدودشدن مجراي باريک عبور آب در قطره چکان ها است.

اجزاي اصلي شبکه آبياري قطره اي :
1 – قطره چکان ها
2 – لوله هاي جانبي
3 – لوله هاي اصلي
4 – تأسيسات آبگير
5 – دستگاه هاي تنظيم کننده فشار
6 – دستگاه هاي تصفيه آب
اجزاي فرعي شبکه آبياري قطره اي :
1 – فشار سنج
2 – دما سنج
3 – دستگاه هاي اندازه گيري دبي
4 – تانک کود
5 – ادوات خودکار و کنترل از راه دور

 دستگاه هاي کنترل مرکزي :

وسايل کنترل مرکزي به مجموعه اتصالاتي گفته مي شود که در شبکه لوله ها بين تأسيسات آبگير و نقطه ورودي لوله هاي توزيع کننده نصب مي شوند. عبارتند از :
1 – موتور پمپ
2 – سيلکون
3 – فيلتر شن
4 – تانک
5 – مرکز کنترل
6 – فيلتر توري
دستگاه هاي تصفيه آب :
کيفيت آب يکي از عوامل مهم در آبياري قطره اي است. در صورتي که آب آبياري از کيفيت مطلوبي برخوردار نباشد و وجود مواد زائد در آن موجب انسداد قطره چکان ها شود، مجبوريم در تصفيه آن کوشا باشيم. مواد محلول مضر مي تواند يونهاي آهن و کلسيم، مواد معلق رسي، سيلت و موجودات ميکروسکوپي يا اسپور قارچها باشند.

 شيب شکن :

جايي که شيب زمين زياد است و بر اثر سرعت بيش از حد آب، امکان فرسايش کف و ديواره هاي کانال وجود دارد از شيب شکن استفاده مي شود.

 سيفون معکوس :

از سيفون هاي معکوس به منظور انتقال آب، از زير جاده، رودخانه ، نهر زه کش و .. استفاده مي شود.

 تعريف پمپ :

پمپ دستگاهي است که مي تواند انرژي مکانيکي را از يک منبع انرژي دريافت و به مايعي که در داخل آن جريان دارد، منتقل کند.

 پمپ هاي سانتريفوژ :

الف) پمپ يک طبقه :
اين پمپ داراي يک پروانه (پره) در روي محور است. اکثريت پمپ هاي يک طبقه با پوسته حلزوني و افقي هستند ولي به صورت عمودي نيز مي توانند باشند.

ب) پمپ هاي چند طبقه :
در يک پمپ چند طبقه دو يا چند پروانه به طور متوالي روي يک محور قرار مي گيرند. آب از طبقه اول در پوسته همان طبقه جمع شده و به محور پروانه طبقه دوم تخليه مي شود و از دوم به سوم به همين ترتيب ادامه مي يابد.

پمپ هاي چاه عميق (پمپ توربيني ) :

اين پمپ عموماً از نوع توربيني قائم و چند طبقه هستند. موتور محرک اين پمپ ها ممکن است الکتروموتور، موتور ديزلي، بنزيني و يا توربين بخار باشد.
پمپ شناور :
در اين طرح پمپ چند طبقه توربيني قائم مستقيماً روي يک موتور الکتريکي به قطر کم سوار شده و همراه پمپ در زير آب قرار مي گيرد. وزن موتور و پمپ از طريق رانش به فونداسيون دهنده چاه منتقل مي شود و گاهي به منظور اطمينان بيشتر به وسيله سيم بکسل مهار مي شود. به موازات لوله رانش يک لوله روغن روانکار و يک کابل انتقال برق تا موتور امتداد پيدا مي کند.

ظرفيت پمپ :

عبارتست از حاصل ضرب سطح مقطع لوله رانش در سرعت فرضي جريان آب در اين مقطع که معمولاً در حدود 3 متر در ثانيه در نظر گرفته مي شود.
A = دبي يا ظرفيت بر حسب متر مکعب بر ثانيه
D = قطرلوله رانش (متر)
V= سرعت جريان آب (m/s)

a=

ارتفاع پمپ: از سه طريق صورت مي گيرد:

ارتفاع مکش :
عبارتست از طول قائم بين خط محور پمپ و سطح آب

طرز محاسبه ارتفاع مکش :
براي محاسبه ارتفاع مکش بايد همانطور که کارخانه سازنده پمپها توصيه مي کنند، عمل کرد. 70 درصد آن در محاسبات در نظر گرفته مي شود و از فاکتورهاي زير محاسبه مي شود.
1 – ارتفاع عمودي مکش که از مرکز پمپ تا سطح آب مورد پمپاژ اندازه گيري مي شود.
2 – افت فشار در لوله هاي مکش
3 – افت فشار در صافي ، زانو، ساير اتصالات بکار رفته در قسمت مکش
4 – سرعت مکش
v₂ /2 g
ارتفاع رانش :
عبارتست از طول قائم بين خط محور پمپ و سطح آب در مخزن
طرز محاسبه ارتفاع رانش :
منظور فشاري است که پمپ بايد توليد کند و از فاکتورهاي ذيل محاسبه مي شود.
1 – ارتفاع عمودي که از مرکز پمپ تا محل تخليه آب از لوله اندازه گيري مي شود.
2 – افت فشار در لوله هاي دهنده
3 – افت فشار در لوله، زانو و ساير وسايل بکار رفته
4 – سرعت فشار

ارتفاع مانومتريک :
حاصل جمع ارتفاع مکش ، ارتفاع رانش و تأمين افت فشار در داخل لوله ها و پمپ و زانوها را ارتفاع مانومتريک مي نامند.

قدرت پمپ : عبارتست از کاري که پمپ بايد انجام دهد که تا مقدار معيني آب را تا ارتفاع مورد نظر بالاببرد و معمولاً کار انجام شده را در واحد زمان در نظرمي گيرند.
Q = دبي بر حسب ليتر بر ثانيه
e= راندمان پمپ
H = ارتفاع مانومتريک برحسب متر
P = قدرت پمپ بر حسب اسب بخار

P=Q*H/75*e

رابطه آب و خاک

نفوذ پذيري : عبارتست از ورود آب از سطح خاک به داخل آب که بر حسب ارتفاع آب در واحد زمان بيان مي شود.

اندازه گيري نفوذ پذيري خاک به روش استوانه مضاعف :
وسايل مورد نياز :
استوانه مضاعف، چکش مخصوص، درپوش استوانه مضاعف، خط کش زمان سنج، سطح آب، پارچه

شرح آزمايش :
1- محل مناسب براي نصب استوانه ها را انتخاب کنيد.دقت کنيد خاک متراکم نباشد.
2 – استوانه مياني را بر روي سطح خاک قرار داده و در پوش را بر روي آن گذاشته و با چکش به در پوش ضربه وارد کنيد تا به طور قائم (حدود 15 سانتي متر) در داخل خاک فرو رود.
3 – استوانه خارجي را نيز به همين ترتيب نصب کنيد.
4 – فاصله بين دو استوانه را به عمق حدود 5 سانتي متر از آب پر کنيد.
5 - يک تکه پارچه نايلون در ته استوانه مياني قرار دهيد و تا حدود 12-10 سانتي متر آب ريخته و نايلون را برداريد.
6 – به کمک خط کش عمق آب را اندازه گيري کرده و اين کار را در زمان هاي مشخص تکرار کنيد.
7 – وقتي حدود 5-2 سانتي متر آب به داخل خاک نفود کرد، در همين حدود به استوانه آب اضافه کنيد،عمق آب را قبل و بعداز اضافه کردن آب اندازه گيري کنيد.

عوامل مؤثر نگهداري آب در خاک

الف) نيروي چسبندگي
ب) نيروي پيوستگي

صور مختلف آب در خاک :

1 - آب آزاد
2 – آب مويينه
3 – آب پوسته اي

رطوبت حد ظرفيت زراعي :

معمولاً يک تا سه روز پس از خيس شدن خاک به وسيله باران يا آبياري، رطوبت موجود در خاک به وضع نسبتاً پايداري مي رسد. در اين حالت منافذ درشت خاک آب خود را از دست داده ولي منافذ ريز هنوز پر از آب بوده گياهان مي توانند از آن استفاده کنند.

نقطه پژمردگي موقت :

با جذب تدريجي آب توسط ريشه گياهان و خروج آن به صورت تبخير و تعرق از سطح خاک مقدار آب خاک کاهش مي يابد و آثار پژمردگي در برگها ظاهر مي شود. در شرايطي که گياه در روز پژمرده و در شب شاداب مي شود، گياه به نقطه پژمردگي موقت رسيده است.

نقطه پژمردگي دايم :

در شرايطي که اگر آبياري انجام نگيرد، گياه در شب نيز شادابي خود را باز نيافته و در نتيجه به نقطه پژمردگي دايم مي رسد.

حرکت آب به حالت مايع در خاک :

آب در خاک به دو صورت اشباع و غير اشباع مي تواند وجود داشته باشد.
معمولاً بعد از بارندگي و آبياري حالت اشباع و تا قبل از خشک شدن حالت غيراشباع وجود دارد. در هر دو حالت آب مي تواند در دو جهت حرکت نمايد:
1 - به صورت حرکت آب از بالا به پايين
2 – حرکت آب از پائين به بالا
3 – حرکت افقي آب

جذب آب به وسيله ريشه

جريان ممتد آب از خاک به ريشه و از آنجا به ساقه و برگ وجود دارد ، همراه با انتقال آب نمک هاي کاني به صورت يون وارد ريشه شده و از راه آوندهاي چوبي به همه نقاط گياه سير مي کند.

عوامل مختلف در جذب آب :
1 – وسعت و عمق ريشه
2 – قابليت نفوذ ريشه
3 – درجه چون پنبه اي شدن غشاء ريشه
4 – تبخير و تعرق
5 – حرارت اطراف ريشه
6 – تهويه خاک
7 – غلظت محلول خاک

مراحل جذب املاح توسط ريشه :

1 – حرکت يون هاي غذايي به سمت ريشه
2 – تراکم يون ها در سلول هاي ريشه
3 – حرکت شعاعي يون ها از سطح ريشه به داخل آوندهاي چوبي
4 – اشغال يونها از آوندهاي چوبي ساقه، شاخه و برگ

عوامل مؤثر در جذب املاح توسط ريشه :

1- نوع گياه
2- وسعت و عمق ريشه
3- سوخت و ساز سلولي
4- تنفس ريشه
5 – غلظت املاح موجود در خاک و نوع ترکيب آنها
6 – تهويه خاک
7 – درجه حرارت خاک
8 – رطوبت خاک

تبخير گياهان

فرآيند تبديل آب مايع به بخار را تبخير گويند، تبخير ممکن است از سطوح آزاد آب و يا از سطح مرطوب خاک صورت گيرد.

تعرق گياهان

گياهان، مقداري آب به صورت بخار، از راه روزنه هاي هوايي و بشره نازک برگها و جوانه ها و ساقه هاي جوان، دفع مي کنند، اين عمل تعرق نام دارد.

عوامل مؤثر در تبخير و تعرق :

عوامل موثر در تعرق را مي توان به دو گروه عوامل دروني و محيطي تقسيم کرد.

الف) عوامل دروني :
1 – شکل برگها
2 – طرز قرار گرفتن برگها روي ساقه
3 – سطح برگها
4 - ساختمان برگ
5 – روزنه ها و تعداد آن
6 – وسعت و عمق نفوذ ريشه

ب) شرايط محيطي :

1 – شدت نور
2 – حرارت
3 – وزش باد
4 -کيفيت آب و خاک از نظر املاح
5 – شيب زمين
6 – رطوبت نسبي

فوائد تبخير و تعرق براي گياهان

1 – صعود شيره خام
2 – خنک شدن برگها

رطوبت قابل استفاده (AU) :

درصدي از رطوبت خاک که بين ظرفيت زراعي و نقطه پژمردگي و قابل استفاده گياه است را رطوبت قابل استفاده مي گويند.

نقصان مجاز رطوبتي (MAI) :

تمام رطوبت قابل استفاده به راحتي براي گياه قابل جذب نيست و در نزديکي نقطه پژمردگي ، گياه بايد به صرف انرژي، آب مورد نياز خود را تأمين کند. اين مصرف را که موجب کاهش رطوبت خاک مي شود نقصان مجاز رطوبتي مي نامند.

روش تعيين نياز آب مصرفي گياهان :

ليسيمتر :
تانک يا مخزن ساده اي است به شکل مکعب مستطيل و يا استوانه که در داخل زمين قرار گرفته واز خاک منطقه با حفظ لايه بندي آن پر مي شود. بنابراين ليسيمتر در حکم مخزني از خاک با حجم و وزن ثابت است و ميزان آب ورودي و آب خارج شده از ليسيمتر و همچنين ظرفيت نگهداري خاک داخل آن کاملاً مشخص است. بدين ترتيب در معادله بيلان آب و خاک پارامترهاي بارندگي (p) ، آبياري (I)، و آب زهکشي (D) و تغييرات رطوبت خاک (Dw) مشخص بوده و فقط تبخير و تعرق (ET) مجهول است.
W₁ = رطوبت خاک قبل از آبياري
W₂ = رطوبت خاک بعد از آبياري

( I + P ) - ( D + ET + DW ) = 0

Δ W = W₂ - W₁

انواع ليسيمتر:

1 – ليسيمتر زهکش
2 – ليسيمتر با سطح آب ثابت
3 – ليسيمتر وزني
4 – ليسيمتر شناور
5 – ليسيمتر هيدروليکي

دور آبياري :
طول تناوب (فاصله زماني دو آبياري) به ظرفيت نگهداري رطوبت در خاک و ميزان تبخير و تعرق گياه بستگي دارد. يعني
T = Fn / ET
T = دو آبياري (روز)
Fn = عمق خالص آبياري ظرفيت نگهداري رطوبت در خاک (ميليمتر)
ET = تبخير و تعرق ( ميليمتر در روز)

بازده کاربرد آب :

عمق آب ذخيره شده درخاک = بازده کاربرد آب آبياري

عمق آب آبياري

عمق خالص آبياري = يا

عمق نا خالص آبياري

حجم آب آبياري در هردو آبياري در هر هکتار :

q = حجم آب مورد نياز (متر مکعب در هکتار)
Fg= عمق ناخالصي آب آبياري (متر)
q = fg × 10000

حجم آب آبياري در يک دوره رويش در هر هکتار

Q = حجم آب آبياري در طول دوره رويش ( متر مکعب در هکتار)
N= تعداد دفعات آبياري در طول دوره رويش
q = حجم آب آبياري در يک دوره آبياري (متر مکعب در هکتار)
Q = N × q

طول دوره رويش ( روز ) N=تعداد دفعات آبياري

دور آبياري

دبي جريان آب

مقدار آبي که در يک ثانيه از يک منبع آب (چاه، چشمه، قنات، رودخانه، کانال و غيره) جريان پيدا مي کند دبي ، بده و يا آبدهي آن منبع مي گويند و با حرف Q نشان داده مي شود. دبي جريان آب را در سيستم متريک بر حسب متر مکعب در ثانيه ، متر مکعب در ساعت و يا ليتر در ثانيه بيان مي کنند. واحد مترمکعب در ثانيه براي دبي هاي زياد مثل رودخانه و کانال هاي بزرگ و واحد ليتر در ثانيه براي جريان هاي آب چاه ها و ابي که وارد نشتيها مي شود، بکار مي رود.

 روش هاي اندازه گيري دبي جريان آب :

الف)روش اندازه گيري دبي جريان آب به روش وزني : در اين روش مقدار اب جريان يافته که از يک منبع آب را در واحد زمان بر حسب واحد وزني اندازه گيري مي کنيم.
وسايل لازم :
ظرف خالي، قپان يا ترازوي مناسب براي توزين و کرونومتر

شرح آزمايش :
ظرف خالي که وزن آن قبلاً تعيين شده باشد را در زير جريان آب قرار داده وحدت زماني را که طول مي کشد از آب پر شور شود(t) مشخص مي کنيم، سپس ظرف توأم با آب را با ترازوي و يا قپان وزن کرده و با استفاده از فرمول زير دبي را محاسبه مي کنيم.
Q = دبي يا بده جريان بر حسب ليتر در ثانيه
P1 = وزن خالي ظرف kg
P2 = وزن ظرف + آب kg
T = زمان بر حسب ثانيه
Y = وزن مخصوص آب بر حسب kg/I

ب) روش حجمي :
در اين روش مستقيماً حجم آب جريان يافته از منبع آب را بر حسب واحد حجمي در زمان معين اندازه گرفته و سپس دبي را در واحد زمان محاسبه مي کنيم. روش حجمي دقيقتر از روش وزني است.
وسايل لازم :
کرنومتر، ظرف با حجم مشخص که متناسب با ميزان دبي بوده و ممکن است از يک ظرف کوچک تا بشکه تغيير کند.
شرح آزمايش :
ابتدا حجم ظرف يا حوضچه را محاسبه کرده و سپس جريان منبع آب را وارد ظرف مي کنيم و زمان لازم براي پر شدن ظرف را با کرنومتر اندازه مي گيريم، دبي جريان از فرمول زير بدست مي آيد :
Q = دبي (ليتر در ثانيه)
v= حجم ظرف (ليتر)
T= زمان پر شده ظرف در ثانيه
Q = V / t

 اندازه گيري دبي آب در کانالها با تعيين سرعت و سطح مقطع جريان آب :

با توجه به تعريف دبي، دبي آب را در کانالها مي توان از فرمول زير بدست آورد.
Q = دبي (حجم در ثانيه )
V = سرعت آب (مسافت در ثانيه)
S = مساحت سطح مقطع آب در کانال (سانتي متر مربع يا متر مربع)

Q = V × S
واضح ست که براي تعيين Q بايد سرعت متوسط آب در کانال و سطح مقطع جريان آب در کانال را تعيين کرد.

 اندازه گيري سرعت آب در کانالها:

همان طور که مي دانيم سرعت هر جسم متحرک عبارتست از مسافت طي شده توسط آن جسم در واحد زمان .
L = مسافت
t = زمان
V = l / t

 الف) اندازه گيري سرعت آب در کانال با جسم شناور ساده :
وسايل لازم :
جسم شناور، کرنومتر و متر

شرح آزمايش : براي تعيين سرعت آب در اين روش، دو نقطه را در مسير آب به طول 20 الي 30 متر که نسبتاً مستقيم و عاري از علف و گياهان آبي باشد انتخاب مي کنيم و جسمي را که حتي المقدور اثر باد در آن کمتر باشد در ابتداي مسير انتخاب شده (نقطه A) انداخته و فاصله زماني را که جسم شناور به انتهاي مسير (نقطه B) برسد را با کرنومتر اندازه مي گيريم. اگر فاصله زماني لازم t و فاصله بين دو نقطه (A,B) برابر با l باشد، سرعت سطحي آب از فرمول رو به رو دست مي آيد.
متر (m) مسافت = L
V = l / t

بايد توجه کرد که سرعت جريان آب در دو طرف نهر کمتر و در وسط بيشتر است. همچنين سرعت آب در اعمال مختلف نهر متفاوت است که بيشترين سرعت در سطح آب و کمترين آن در عمق نزديک به کف کانال است. لذا براي محاسبه سرعت، سرعت متوسط را اندازه گيري مي کنند.
(vm=kv) مقدار k به عمق آب بستگي دارد و حدوداً 8/0 در نظر مي گيرند.
ضريب = k
سرعت سطحي = V
سرعت متوسط = v_m
براي اندازه گيري سرعت متوسط آب در کانالها از ميله شناور که انتهاي آنها کمي سنگين است و در داخل آب به طور عمودي قرار مي گيرند، استفاده مي شود. در پاره اي موارد نيز به جسم شناور وزنه اي با نخ متصل مي کنند که در اين حالت هنگامي که جسم در اب انداخته شود اگر در عمق معادل 6/0 عمق آب از کف روخانه قرار گيرد سرعت حرکت آب در اين وضعيت برابر با سرعت متوسط جريان آب (vm) است.
Dm = d × bN

که در اين فرمول a,b ضرايب مربوط به نوع سرعت سنج است و توسط کارخانه سازنده در دفترچه راهنماي دستگاه نوشته مي شود. در جريان هاي کم سرعت سنج با دست در داخل آب کار گذاشته مي شود، ولي در جريان هاي زياد وزنه اي به سرعت سنج متصل و از بالا توسط کابل سيمي آب قرار مي گيرد. محور پروانه ها در بعضي از مولنيدها، عمودي و در برخي افقي است. از متداولترين انواع مولينه هايي که داراي محور عمودي بوده و محور پروانه عمود به جهت جريان آب قرار مي گيرد مولينه پرايس است.

اندازه گيري سطح مقطع آب در کانال ها :

براي محاسبه سطح مقطع جريان آب (s) اگر چنانچه مقطع نهر دست ساز و داراي شکل هندسي منظم ( ذوزنقه اي ، مستطيل ، نيم دايره، مثلثي) باشد از قواعد هندسي استفاده مي شود.
در مواردي که سطح مقطع نهر شکل هندسي غيرمنظم داشته باشد در اين صورت از طريق محاسبه عمق متوسط و حاصلضرب آن در عرض جريان آب، سطح مقطع جريان را بدست مي آوريم.

اندازه گيري عمق متوسط آب در کانال هاي طبيعي با سطح مقطع غيرهندسي
وسايل لازم :
خط کش

شرح آزمايش : مقطعي از يک آبگذر را که جريان نسبتاً ملايمي داشته، انتخاب مي کنيم.
خط کش را در کف نهر قرار داده به طوري که صفر خط کش در کف واقع شود سپس در فواصل مختلف عمق آب را اندازه گرفته و معدل را پيدا مي کنيم. از ضرب عمق متوسط در عرض جريان، سطح مقطع جريان (s) بدست مي آيد.
S = سطح مقطع جريان
L = عرض مقطع جزر
d_m = عمق متوسط
S = d_m × L

راندمان آبياري :

بازده را در لغت نسبت منافع حاصله بر منبع سرمايه گذاري شده مي گويند و در آبياري بازده به مفهوم نسبت آب مصرفي به وسيله گياه به کل آب جدا شده از منبع آبي است.

 اندازه گيري راندمان آبياري :
وسايل مورد نياز :
سرريز متناسب با دبي جريان – خط کش

روش کار :
1- جريان آب در کانال را موقتاً قطع کنيد.
2 – دو نقطه از کانال يکي در محل منبع و يکي در ورودي مزرعه به صورتي انتخاب مي شود که امکان اندازه گيري وجود داشته باشد.
3 – سرريز در کانال نصب مي کنيم و مانع نفوذ آب از اطراف سرريز مي شويم.
4 – خط کش را در بالادست سرريز به فاصله تقريباً چهار برابر ارتفاع آب روي سرريز نصب مي کنيم.
5 – اجازه مي دهيم مقدار کمي آب جريان پيدا کند و تا پشت سرريز آب جمع شده و به لبه سرريز برسد.
6 – هنگامي که سطح آب کاملاً تراز است محل داغ آب روي خط کش را قرائت کنيد. (H₁)
7 – جريان آب را برقرار کنيد تا به تعادل برسد.
8 – محل داغ آب روي خط کش را قرائت کنيد. H₂
9 – ارتفاع آب روي سرريز (H₂-H₁) را محاسبه کنيد.
10 - باتوجه به طول تاج سرريز و ارتفاع آب روي سرريز، دبي جريان را قرائت مي کنيم. (Q₁)
11 – موارد 1 تا 10 را در محل ورودي مزرعه نيز انجام مي دهيم (Q₂)
12 – بازده انتقال را محاسبه مي کنيم.

 بازده انتقال

 انواع ساختمان هاي انتقال و توزيع آب

آبراهه هاي روباز : آبراهه هاي روباز از معمولترين روش هاي انتقال آب به شمار مي آيند. اين آبراهه ها در شبکه آبياري کانال و در شبکه زهکشي ، زهکش ناميده مي شوند. در آبراهه هاي روباز آب فقط در امتداد شيب زمين حرکت مي کند و به همين دليل کانال ها معمولاً در بالاترين قسمت زمين ساخته مي شوندتا آب بتواند از طريق کانال وارد مزرعه شود.

 کانال پوشش نشده:

اين کانال معمول ترين نوع کانال به شمار مي ايند که بر روي زمين حفر مي شوند و خاک هاي حفاري شده به منظور تشکيل خاکريز کنار کانال مورد استفاده قرار مي گيرد.

 کانال پوشش شده :

کانال ها را مي توان از مصالح مختلفي چون خاک رس کوبيده شده، بتن، آجر ، آسفالت و ورقه هاي (pvc) پوشش داد. در اين صورت از رشد علف هاي هرز، فرسايش خاک، نفوذ ، ديواره و ... جلوگيري کرده و بازده انتقال آب را افزايش داده ايم.

 خطوط لوله :

گاهي در بعضي از سيستم هاي آبياري به جاي کانال هاي روباز و يا به جاي قسمتي از آنها از لوله استفاده مي شود، دلايل اين کار عبارتست از :
- کم کردن تلفات آب ناشي از نشت و تبخير
- عدم رويش علف هاي هرز
- کنترل بهتر بر نحوه توزيع آب
- اشغال زمين کمتر در سيستم آبياري
- جنبه هاي بهداشتي و کيفيت آب

 تأسيسات کنترل آب :

دريچه تنظيم : دريچه اي است که در مسير جريان آب قرار مي گيرد و مقدار عبور آب از آن در حد دلخواه تنظيم مي شود

 مقسم ها :

براي تقسيم آب کانال به دو يا چند بخش معين به طوري که هر کدام از قسمت ها حجم معيني از جريان آب کانال شامل شوند، از ساختمان ها به نام مقسم استفاده مي شود.

 فلومها :

براي عبور آب از روي گودالها و يا دره هاي تنگ و نيز به منظور هدايت آب براي آبياري در امتداد دامنه تپه هاي شيبدار از فلومهاي چوبي، فلزي، و يا ترکيبي از چوب و فلز استفاده مي شود.

 شيب شکن :

جايي ک

:: موضوعات مرتبط: کتاب آب و خاک وگیاه , ,
:: بازدید از این مطلب : 936