حداکثر نیاز روزانه آبیاری طرح

مقدار جريانى که يک سيستم آبيارى بايد توان تأمين آن را داشته باشد تا آبيارى مزرعه به‌مقدار مورد نظر صورت گيرد Design Daily Irrigation Requirement يا حداکثر نياز روزانه آبيارى طرح نام دارد که با علامت اختصارى DDIR نشان داده مى‌شود. در واقع سيستم آبيارى بر اساس DDIR طراحى مى‌شود. حداکثر نياز روزانه آبيارى طرح بر اساس بالاترين شدت تبخير- تعرق روزانه گياه تعيين مى‌شود. ولى در پاره‌اى موارد مانند آبيارى‌هاى اوليه (خاکاب) و يا شالى‌کارى حداکثر نياز روزانه آبيارى طرح بر اساس مقدار آب مورد نياز در زمان آماده‌سازى زمين به‌دست مى‌آيد که بيشتر بستگى به شرايط محلى داشته که اين موارد استثناء بوده و در اين جا ما فرض مى‌کينم که عامل اصلى در تعيين DDIR همان تبخير - تعرق (ET) باشد.

حداکثر نياز روزانه آبيارى طرح معمولاً بر حسب ميلى‌متر در روز يا ليتر در ثانيه در هکتار که همان مدول آبيارى باشد سنجيده مى‌شود. مقدار حداکثر نياز روزانه بستگى به نوع گياه، آب و هوا و خاک دارد. مقدار DDIR براى گياهانى که ريشه سطحى دارند بيشتر از گياهانى است که ريشه آنها عميق است. زيرا در مورد گياهانى که ريشه عميق دارند اين چنين فرض مى‌شود که گياه قادر است از عمق زيادتر آب مورد نياز خود را تأمين نموده و لذا کمتر صدمه خواهد ديد. همچنين DDIR در مناطق خشک با تبخير - تعرق بالا بيشتر از مناطق مرطوب است. اگر گياه در خاکى که ظرفيت نگهدارى رطوبت آن کم است رويانده شود (خاک‌هاى شني) مقدار DDIR زيادتر از خاک‌هاى رسى و سنگين خواهد بود. زيرا فاصله بين آبيارى‌ها در خاک‌هاى سنگين بيشتر بوده و لذا متوسط نياز روزانه آبيارى در دوره‌هاى آبيارى طولانى‌تر کمتر مى‌باشد.

براى به‌دست آورن DDIR ابتدا تبخير - تعرق گياه مرجع و (ET) در طول دوره رشد از فرمول زير محاسبه مى‌شود:

(معادله ۱):

ET = Kc (ET0)

که ET0 تبخير - تعرق گياه مرجع و Kc ضريب گياهى است. سپس حداکثر نياز روزانه آبيارى (DIR) از فرمول زير محاسبه مى‌گردد:

(معادله ۲):

DIR = Drz(Θf - Θi) + ET + L - Pe

D_rz = عمق توسعه ريشه‌ها

Θ_f = درصد حجمى رطوبت خاک در ظرفيت زراعى (اعشار)

Θ_i = درصد مجمى رطوبت خاک قبل از آبيارى (اعشار)

ET= تبخير- تعرق روزانه گياه

L= نياز آبشوئي

P_e = باران مؤثر

پس از به دست آوردن DIR تغييرات آن در طول دوره رشد به‌صورت نمودار يا جدول رسم مى‌شود. شکل منحنى تغييرات نياز روزانه آبيارى و نياز روزانه تجمعى تغييرات نياز روزانه آبيارى را در مورد يک گياه به‌صورت نمودار نشان مى‌دهد. DDIR معمولاً برابر حداکثر نياز روزانه آبيارى در نظر گرفته مى‌شود که براى به دست آوردن آن بايد ابتدا منحنى تجمعى نياز آبيارى نيز رسم شود. در شکل منحنى تغييرات نياز روزانه آبيارى و نياز روزانه تجمعى نمودار تغييرات نياز آبيارى به‌سورت تجمعى رسم شده است. پس از اين مرحله رطوبت سهل‌الوصول (Raw) را که مى‌تواند توسط گياه از خاک خارج شود محاسبه مى‌کنيم. براى محاسبه RAW لازم است عمق توسعه ريشه‌ها (Drz)، درصد حجمى رطوبت در ظرفيت زراعى (Fc)، درصد حجمى رطوبت در حد پژمردگى (PWP) و حداکثر تخليه مجاز (MAD) در اختيار باشد.

RAW= ( (MAD)(D_(rz))(Fc - PWP) )/100

مقادير MAD، Fc و PWP براى هر نوع گياه و خاک اعداد ثابتى هستند. ولى چون عمق توسعه ريشه‌ها مرتب در حال تغيير است براى طراحى حداکثر Drz در نظر گرفته مى‌شود. مقدار RAW به ما خواهد گفت که در هر آبيارى چقدر آب مى‌تواند توسط گياه از زمين خارج شده و لذا همين مقدار بايد توسط آبيارى تأمين گردد. پس از محاسبه RAW محور y‌ها را از مبدأ مختصات شروع کرده و به قطعاتى که اندازه هر کدام RAW باشد تقسيم مى‌کنيم شکل منحنى تغييرات نياز روزانه آبيارى و نياز روزانه تجمعى آنگاه از محل هر کدام از قطعات خطوط افقى اخراج مى‌کنيم تا منحنى نياز آبى تجمعى را درنقاطى قطع کند. از محل نقاط اين تلاقى خطوط عمودى را اخراج مى‌کنيم تا محور افقى را به قطعاتى که نامساوى خواهند بود تقسيم نمايند. کوچک‌ترين قطعه را به‌عنوان دور آبيارى انتخاب مى‌کنيم.

مثلاً اگر RAW برابر ۱۵۰ ميلى‌متر باشد در نوبت اول با توجه به نياز آبيارى ۶۴ روز طول مى‌کشد تا اين مقدار به‌مصرف برسد. به‌عبارت ديگر در آبيارى اول طول دوره آبيارى مى‌تواند ۶۴ روز باشد حال آنکه در آبيارى دوم به ازاء استفاده همين ۱۵۰ ميلى‌متر طول دوره آبيارى به ۲۷ و سپس ۱۸ و ۱۴ روز کاهش يافته و دوباره با توجه به شکل منحنى مقدار آن افزايش و به به ۱۷ و ۲۱ و ۳۹ روز مى‌رسد. به اين ‌ترتيب مى‌توانيم کوتاه‌ترين دوره آبيارى (IImin) از نطر طراحى را به دست آوريم. از تقسيم RAW بر کوتاهترين دوره آبيارى (IImin) که از شکلى مشابه شکل منحنى تغييرات نياز روزانه آبيارى و نياز روزانه تجمعى بدست مى‌آيد حداکثر نياز روزانه آبيارى طرح مشخص مى‌گردد.

DDIR = RAW/ II_min