Borna66
07-04-2009, 02:22 PM
آبياری سطحی
آبياری سطحی به گروه گسترده ای از روش های آبياری اطلاق می شود که در آنها آب به وسيله نيروی ثقل در سطح مزرعه پخش می شود. اب عموماً در يک نقطه مرتفع يا در امتداد يک ضلع زمين رها شده و سطح مزرعه را تحت جريان سطحی می پوشاند. بازده و يکنواختی آبياری به يکنواختی خاک، کيفيت ترازبندی زمين، توپوگرافی زمين و کنترل رابطه ميان جريان، سرعت نفوذ آب به خاک و زمان آبياری بستگی دارد. استفاده از خاک به عنوان محيط انتقال (در مقابل انتقال آب از طريق خطوط لوله يا از ميان هوا توسط آب پاش ها)، شکل شناخته شده ای از روش های آبياری سطحی است. همچنين اين خاک است که عمق نفوذ را در زمان نفوذ کنترل می کند (در مقابل ميزان جريان که توسط آب پاش ها يا قطره چکان ها کنترل می شود). علاوه بر اين، در اراضی تحت آبيرای سطحی به سبب تغيير مشخصه های نفوذ و پيشروی آب نسبت به زمان، تعيين و پيش بينی بسياری از توصيه هايی که از نظر مديريت ضرورت دارد ممکن نيست. در روش های آبياری سطحی کنترل آبياری بايد از طريق مديريت اراضی انجام شود، در حالی که در سيستم های مکانيکی، طراحی و تجهيزات، جايگزين بخش عمده ای از مديريت های لازم شده اند.
روش های آبياری سطحی به دو دسته اساسی تقسيم می شوند:
غرقابی و جريانی.
روش های جريانی برای تضمين نفوذ کافی آب در پايين دست مزرعه بايد مقداری رواناب داشته باشند. معمولاً برای جلوگيری از خروج آب از مزرعه، نياز به سيستم برگشت رواناب به چرخه آبياری وجود دارد. اين سيستم در صورت طراحی مناسب، امکانات ارزشمندی را برای کاهش نيروی کارگری و يکنواختی بهتر پخش آب،فراهم می آورند.
انواع روش های آبياری سطحی
آبياری کرتی
آبياری کرتی يکی از روش های آبياری غرقابی است که برای آبياری اراضی مسطح مرزبندی شده، استفاده می شود (شکل 3-1) در اين روش سطح خاک به صورت غرقابی باقی نمی ماند. از آنجا که خاک تا زمانی که اب نفوذ می کند، غرقاب باقی می ماند، در اين روش رواناب وجود ندارد. در مناطق بارانی بايد ملاحظاتی برای تخليه آب مازاد نفوذی انجام گيرد. آبياری کرتی تحت عناوين گوناگونی مانند ابياری غرقابی کنترل شده، نوارهای مسح، ابياری کنترل شده، آبياری کرتی کنترل شده، آبياری کرتی مسطح ته بسته و آبياری کرتی مسطح، بيان می شود. از اين شيوه آبياری می توان برای محصولات رديفی و غير رديفی، با مرزهای داخلی يا بدون آب، و يا در بسترهای پهن همواره استفاده نمود. اين شيوه همچنين در باغات و تاکستان ها نيز به کار برده می شود. از انجا که يکنواختی نفوذ نسبت به تغييرات نفوذ پذيری بسيار حساس است سرعت نفوذ بايد در هر کرت ثابت باشد. نيازی نيست که کرت ها حتماً مستطيلی يا دارای مرزهای مستقيم باشند. پشته ها نيز لزوماً دائمی باشند. تحت يک مديريت خوب، حجم معينی از آب به سرعت در کرت تخليه خواهد شد.
جدول 3-1- روش های آبياری سطحی و گونه های مختلف آنها
روش
کرتی نواری
جريان دائمی
و غرقابیشياری (فارو) شيارهای کوچک
انواع
کرتی مسطحکرتی بستر سازی شده يا با جوی و پشتهکرتی همراه با آبياری و تخليه متناوب کرت نوارهای شيب دار با روانابنوارهای کم شيب ته بستهنوارهای موازی خطوط تراز نهرچه های تراز (غرقابی وحشی)شيارهای شيب دار سنتیشيارهای شيب دار جديد (مکانيزه)شيارهای مسطح و کم شيبشيارهای موازی خطوط تراز
گونه های مختلف آبياری کرتی شامل کرت های مسطح و پشته دار (مرزبندی شده، شياری شده ويا جوی و پشته ای) هستند. گياهانی که کاشت آنها در کرت های مسطح موفقيت آميز بوده تقريباً نامحدودند و کشت آنها تنها به خاک مزرعه بستگی دارد. برای محصولات رديفی (جايی که ممانعت از غرقاب شدن ضروری باشد و يا هنگامی که کاربرد کم آب به سبب پهنای پشته ها بحرانی و مشکل باشد) معمولاً از کرت های پشته دار استفاده می شود. در اين روش معمولاً از مرزهای باريک تا پشته های عريض برای کاشت سبزيجات، هندوانه، پنبه، ذرت، سيب زمينی، چغندرقند و بسياری ديگر از محصولات رديفی استفاده می کنند.کرت ها مسطح برای محصولات رديفی و غير رديفی که برای مدت زمانی کوتان به شرايط غرقابی حساس نيستند، بسيار مناسب هستند. محصولات غير رديفی مانند يونجه، گندم، سورگوم، جو، پنبه و ... معمولاً بدين شيوه آبياری می شوند.
کاشت گياه در کرت های مسطح به رفع مشکلات شوری کمک کرده و استفاده از آبياری سنگين را آسان می سازد. محصولات باغی و تاکستان ها را می توان در کرت های مسطح و يا روی پشته ها يا نقاط بلند مزرعه کشت نمود. کرت های جوی و پشته دار به ويژه برای محصولات رديفی که به کنترل رطوبت در پشته ها احتياج دارند، مناسبند. برای مثال، پشته های مسطح موجب سهولت يکنواختی توزيع رطوبت و جوانه زدن می شوند. در حالی که اين امر در جوی و پشته دشوار به نظر می رسد. اما دستيابی به آن در کرت های کوچک نسبتاً آسان است. با وجود اين، اگر کرت ها خيلی بزرگ باشند، دبی زياد، لبه های جوی را در بالا دست و در زمان پيشروی غرقاب ساخته و موجب نابودی گياه يا تخريب بستر بذر خواهد شد. خسارات ناشی از غرقابی شدن زمين را می توان با استفاده از تسطحيح دقيق کرت ها کاهش داد. آب باران و مازاد آب آبياری به جای آن که در گودال های پست يا در پايين دست زمين(که معمولاً در آنجا به گياه خسارت وارد می شود)، تجمع پيدا کند، به صورت يکنواخت در تمام منطقه توزيع خواهد شد. به هر حال، از آنجا که در اين روش آبياری، رواناب سطحی وجود ندارد، مصرف آب اضافی، در اثر آبياری يا بارندگی اضافی موجب وارد آمدن خساراتی به محصول خواهد شد. در نواحی که دارای بارندگی های بسيار شديد بوده و خاک هايی با درجه نفوذپذيری پايين دارند استفاده از شبکه زهکشی سطحی ضروری است.کرت ها نسبت به ساير روش های آبياری کنترل شده، دستی، به دليل سهولت اجرا، سادگی تجهيزات و نيروی کم کارگری مورد نياز و همچنين امکان استفاده از دبی های ثابت زياد، از مزايايی برخوردارند. اين روس در خاک های يکنواخت با تسطيح دقيق زمين و با نهرهای بزرگ متناسب با سطح کرت، بهترين بازده را خواهد داشت. هيچ يک از اين موارد، از جمله احتياجات مطلق اين روش نيستند، اما موجب بهبود بازده کرت ها خواهند شد. آبيار يا سرپرست آبياری برای محاسبه دقيق جدول زمان آبياری به دانستن دبی ورودی، مساحت کرت، بازده مطلوب و يکنواختی ممکن نياز دارد، يک اشتباه 6 دقيقه ای در يک دوره زمانی 60 دقيقه ای معادل 10 درصد خطا خواهد بود. يکنواختی به اندازه نهر، نسبت به پيشروی، نامنظمی سطح خاک و سرعت نفوذ بستگی دارد. نسبت به پيشروی به صورت زير تعريف می شود:مدت زمان آبياری/ مدت زمان پيشروی آب =AR به فرصت زمانی مطلوب برای نفوذ کمبود رطوبت خاک (SMD)، «زمان آبياری» گفته می شود. در عمل، اين زمان برابر، کوچک ترين زمان فرصت نفوذ در کرت يا شيار است. «فرصت نفوذ» مدت زمانی است که آب با سطح خاک در مزرعه در تماس است. در مواردی که از نهرهای بزرگ به صورت نوبتی استفاده می شود، نياز به کارگر آبياری کم است. به هر حال، بايد بتوان از اين کارگر در منطقه يا کارهای ديگر استفاده نمود. کار جسمی آبيار در اين روش آبياری تنها با باز کردن يک دريچه يا يک دهانه بدون تنظيم دبی کل، محدود می شود. براس سيستمی که خوب طراحی شده باشد، يک آبيار کم تجربه يا با اطلاعات نه چندان زياد کافی است اما سرپرست آبياری بايد دقيقاً روابط بين دبی جريان، مدت ابياری و کمبود رطوبت خاک (SMD) را درک نمايد. در سيستم های کرتی مسطح، به ويژه برای محصولات رديفی روی پشته، شيارها می توانند از هر دو انتها باز بوده و به نهرهای ثانويه متصل شوند. جريان آب شيارهای با سرعت پيشروی بالاتر، در نهر ثانويه انتهای کرت جمع آوری شده و سپس به درون شيارهايی که پيشروی در آن کندتر است، باز می گردد. اين کار، غير يکنواختی زمان غرقابی را کاهش می دهد. آب را می توان از هر دو سوی يک کرت مسطح تأمين نمود. آب را می توان از يک نقطه گوشه به کرت های متعدد نيز توزيع نمود. اين امر در هر دو جهت می شود. همچنين اين کار ممکن است به کاهش طول نهر مورد نياز مزرعه بيانجامد. در زمين های مسطح، کرت ها معمولاً با آرايش منظم شبکه، با توجه به مرزهای مالکيت و تغييرات بافت خاک تنظيم می شوند. در زمين های شيب دار، طول کرت ها معمولاً در امتداد خطوط تزار قرار می گيرد . جريان آب به سمت پايين شيب تنظيم می شود. اگر کانال انتقال آب پايين تر از سطح زمين باشد، با استفاده از بند، سطح آب را برای توزيع آب کنترل می کنند. از اين کانال می توان، هم برای آبياری کرت و هم به عنوان کانال زهکش سطحی استفاده نمود. هنگامی که از شيار و پشته در يک کرت استفاده می شود، آب تحت تأثير نيروی ثقل از نهرهای ثانويه بالا سر به درون شيارهای مجزا توزيع می شود. در اين حالت احتياجی به جداسازی جريان ورودی به کرت وجود نداشته و می توان آب آبياری را از يک ورودی واحد به درون زمين هدايت نمود. در صورت انجام صحيح امور زراعی، به دخالت آبيار نيز احتياجی نخواهد بود. در صورت زياد بودن جريان ورودی، انجام برخی اقدامات برای کنترل فرسايش در ورودی کرت ضروری است. به هر حال، سازه های استاندارد کنترل فرسايش نيز وجود دارند. در مواردی که کانال انتقال پايين تر از سطح تراز زمين باشد، هيچگونه فرسايشی روی نخواهد داد زيرا برای آبياری، سطح آب در کانال تا جايب که آب به درون شيارها يا کرت ها جاری شود، بالا آورده می شود. به منظور نيل به يکنواختی بالا، آب را می توان به سرعت در سطح کرت جاری نمود. اگر زمان لازم را برای پوشش کرت توسط آب در مقايسه با زمان غرقابی کوتاه باشد (نسبت پيشروی کم 1:4 تا 1:2) کرت بايد از يکنواختی نفوذ مطلوبی متناسب با دقت شيب بندس زمين و يکنواختی خاک برخوردار باشد. افزايش شيب در کرت، موجب تجمع آب در مناطق پست تر کرت برای مدت زمانی طولانی تر خواهد شد. تسطيح ناکافی يا صاف نکردن برخی شيب ها، ممکن است هزينه های اوليه را کاهش دهد، اما به طور کلی، موجب کاهش يکنواختی کاربرد آب می شود. نوسانات کوچک سطح خاک در حدود يک سانتيمتر، حتی در صورت تسطيح ليزری، می توانند موجب بروز عمق نفوذ غير يکنواخت با توجه به مقدار غرقاب شود. در يک کرت مسطح می توان عمليات کشاورزی را در هر جهت انجام داد. از آنجا که هر نهر آبياری قادر به آبياری کرت ها از دو طرف است، طول نهر کاهش می يابد. در هنگامی که از خطوط لوله زيرزمينی برای آبرسانی استفاده شود، طول کرت مانع عمليات کشاورزی نخواهد شد. احداث کرت های بزرگ با مقادير خاکبرداری و خاکريزی زياد معمولاً غير ضروری و به ندرت اقتصادی است. کرت های باريک را می توان حتی در زمين های نسبتاً شيب دار بر روی خطوط تراز احداث کرد. در اين صورت، هزينه ها بيشتر شده و سطح غير قابل کشت نيز به سبب ايجاد تراس های بزرگ، افزايش خواهد يافت. ميزان تسطيح به اندازه کرت و توپوگرافی منطقه بستگی دارد. معمولاً هر چه کرت کوچکتر باشد، عمليات تسطيح نيز کمتر خواهد بود، اما در اين گونه کرت ها استفاده از ابزار کنرل ليزری تسطيح بسيار دشوار است. اندازه کرت ها از چند متر مربع (کل 3-2) تا 10-15 هکتار متغير است. اندازه و طول کرت معمولاً تحت تأثير توپوگرافی منطقه، تغييرات بافت خاک، نفوذپذيری، عمق خاک سطح الارض (هنگامی که تسطيح زيادی صورت می گيرد) اندازه نهر موجود، شيب و ماشين آلات و ادوات موجود کشاورز محدود می شود. از ديدگاه طراحی، يکنواختی خاک، سرعت نفوذ، اندازه نهر موجود و نيز فرسايش پذيری خاک، طول کرت را محدود را می سازد. در کرت های بزرگ بايد انحنای زمين را نيز در تسطيح مدنظر قرار داد، چرا که يک سطح افقی از انحنای زمين تبعيت نمی کند. شکل 3-2- آبياری کرتی دست ساز همراه با جوی و پشته در مقايس کوچک به طور کلی روش های کرتی برای عمق کمينه آب طراحی می شوند. با بزرگ شدن نسبت پيشروی آب، استفاده از حجم کم آب ناکارآمد خواهد بود. در برخی موارد، در صورت استفاده از حجم کم آب، تمامی کرت از آب پوشيده نخواهد شد. عمق های آبياری معمول برای محصولات زراعی 70-100 ميليمتر است. برای حفظ نسبت پيشروی مطلوب با مصرف آب کمتر می توان از کرت های کوتاه تر استفاده نمود. با مصرف بيشتر آب، توزيع يکنواخت آب بهتر انجام خواهد گرفت، اما اين امر ممکن است موجب نفوذ عمقی بيش از حد يا زمان غرقابی طولانی تر گردد. دستيابی به عمق های ابياری کوچکتر 30-50 ميليمتر در برخی خاک ها، در کرت های پشته دار با جويچه های باريک و پشته های پهن با استفاده از فنون غرقابی که در بخش روش غرقابی توضيح داده خواهد شد ممکن می گردد. ابعاد کرت بايد با توجه به سرعت نفوذ و دبی ورودی موجود طراحی شود. الگوی کشت، عمق کاربرد آب، يکنواختی مطلوب، دبی ورودی و ساير موارد عملی نيز می توانند موجب محدوديت اندازه و طول کرت شوند. در خاکهايی با بافت درشت و قدرت نفوذپذيری بالا، طول کرت نبايد از 100 متر تجاوز کند. برای خاک هايی با بافت متوسط تا ريز معمولاً از طول 400 متر استفاده می کنند. برای خاک هايی با نفودپذيری نهايی بسيار کم به زهکشی سطحی برای کنترل اب مازاد احتياج است. روش غرقابی برای اين گونه خاک ها مناسب تر است. کرت های کوتاه، رسيدن به نسبت های پيشروی کوچک (بين 25/0 تا 35/0) را ممکن می سازند. اين نسبت ها موجب يکنواختی مناسب تر توزيع می شوند. دبی ورودی موجود، عرض لازم کرت را برای تأمين دبی ورودی واحد قابل قبول، تعيين می کند. به سبب وابستگی نسبت به پيشروی و يکنواختی به طول کرت، دبی ورودی واحد بر آنها نيز اثر می گذارد.
آبياری نواری
آبياری نواری (روی خطوط تراز، شيب دار و هدايت شده) نوار شيب داری از زمين را شامل می شود که ضرورتاً در جهت عرض نوار مسطح بوده و برای جلوگيری از پخش و فرار جانبی آب به وسيله مرزهايی (خاکريز، خاک پشته، پشته و ...) محدود شده است. مرزها معمولاً برای تسهيل عمليات شخم زنی، به صورت موازی احداث می شوند. اما اين مورد برای آبياری، به ويژه برای نوارهای روی خطوط تراز الزامی نيست. دبی نسبتاً بزرگی از بالا دست نوار پيش می رود. پساز آن که بين تمامی عوامل مربوط (دبی واحد ورودی، کمبود رطوبت خاک، سرعت نفوذ، زمان پسروی و طول نوار) ارتباط مناسبی برقرار شد، اگر هدف حذف رواناب باشد، جريان آب در خاک های با نفوذپذيری کم هنگامی که جبهه پيشروی آب حدود 6/0 طول کرت را طوی کرده باشد در خاک هايی با نفوذپذيری زياد پس از طی 9/0 طول نوار قطع می شود. انتهای پايينی نوار با رواناب موقتی ذخيره شده در بالا دست ابياری می شود. می توان مقدار ناچيزی رواناب (حدود 10 درصد) داشت و دو انتهای بالايی و پايينی غالباً نسبت به بخش ميانی کمتر آبياری می شوند. برای رسيدن به اين حد، لازم است که ترکيب ويژه ای از تخليه رطوبت خاک و دبی جريان به وجود آيد.
روش آبياری نواری دارای انواع بسياری است که مختصراً در زير ارايه می شوند:
نوارهای روی خطوط تراز.
در اين روش، نوارها با شيب طولی کم، موازی با خطوط تراز طراحی می شوند، اين نوارها معمولاً برای کاهش عمليات تسطيح و ايجاد پشته های کوچک و باريک و احداث می شوند. اين نوارها، به طور معمول مستقيم نيستند، بلکه خط تراز را دنبال می کنند.
نوارهای شيب دار.
در اين روش، نوارها با شيب يکنواخت در جهت طولی و معمولاً با شيب صفر در جهت عرضی (عمود بر جهت جريان) تسطيح می شوند. عمليات احداث نوارهای شيب دار نسبت به ساير انواع آبياری نواری به جابجايی مقادير بيشتری خاک نياز دارد. تغييرات کوچک در شيب طولی و جانبی قابل چشم پوشی است. اين روش معمول ترين شکل آبياری نواری جديد است زيرا که امکان تسطيح زمين در آن با استفاده از تجهيزات ليزری امکان پذير است.
نوارهای هدايت شده.
در اين روش، حجم عمليات تسطيح کمتر بوده و در خاک های کم عمق و توپوگرافی غير يکنواخت به کار برده می شود. نوارها تقريباً به صورت مستقيم و در جهت شيب، با تبعيت از توپوگرافی زمين، با عمليات خاکبرداری و خاکريزی کم و معمولاً عرض باريک برای کاهش يا حذف شيب عرضی طراحی می شوند. ابعاد نوار غالباً چنان اصلاح می شوند که با توجه به منحنی پسروی آب، حرکت آب در آن بيشتر شبيه آبياری شياری باشد تا نواری. شکل 3-2- آبياری نواری همراه با مرزهای مرتفع، (ديواره های کوتاه افقی از حرکت آب به شکل غير دلخواه جلوگيری می کنند)در تمامی انواع آبياری نواری، سطح زمين غرقاب می شود. اين مسأله در برخی خاک های به توليد قشر سخت می انجامد. چنين لايه سختی مانع جوانه زنی دانه ها خواهد شد. برای برخی گياهان ، خيس شدن گياه با توجه به قارچ ها و بيماری هايی که در اين زيست محيط رشدمی کنند مخرب است. اين مسأله در خاک هايی با بافت ريزتر که رطوبت را برای دوره طولانی در خود نگاه می دارند، مشکلات بيشتری به همراه خواهد داشت. تمامی گياهانی را که عوامل زراعی بالا در آنها محدوديتی ايجاد نمی کند می توان به روش نواری آبياری نمود. گياهان زراعی رديفی مثل غلاف، علوفه، گياهان مرتعی و گياهانی که روی زمين صاف کاشته می شوند مثل باغ ميوه و تاکستان که درون نوار يا وسط و يا در لبه آن کاشته می شونند را می توان بدين شيوه، به آسانی آبياری نمود. غرقاب شدن مکرر پايين دست نوارهای با انتهای بسته برای محصولات مخرب است، به ويژه اگر شرايط غرقابی برای مدت زمانی بيش از چند ساعت ادامه يابد و خاک نيز ريز بافت باشد. گياهان يک ساله که ريشه آنها به تدريج رشد می کند و در نتيجه کمبود مجاز رطوبت آنها نيز متغير است، را تنها در صورت تعديل بازده کاربرد و با استفاده از خطوط آبرسانی تکميلی و اضافی می توان به روش نواری آبياری کرد. علت اين امر، تغييرات بسيار در کمبود رطوبت خاک و مديريت آبياری در دوره رويش گياهان يکساله زراعی است. آبياری نواری برای گياهان مرتعی، يونجه، باغات ميوه، تاکستان ها و ساير گياهانی که کمبود مجاز رطوبت (MAD) ثابتی دارند، بسيار مناسب است. آبياری نواری پيچيده ترين روش آبياری سطحی است. با وجود آن که اين روش می تواند دارای بازده کاربرد بالايی باشد، ولی در عمل بازده کاربرد بالا به ندرت حاصل می شود. اين امر به سبب عدم آگاهی کافی از نياز واقعی کمبود مجاز رطوبت خاک (MAD)، (در مرحله طراحی) در برابر کمبود رطوبت خاک (SMD) در زمان آبياری، مشکلاتی در تنظيم دبی ورودی و قطع جريان در بهترين زمان است. رويش گياه و سرعت نفوذ در طول فصل رويش تغيير می کند در حالی که سرعت نفوذ نهايی و منحنی پسروی تغيير نمی کند. طول، عرض نوار، مدت و دبی جريان عوامل مديريتی قابل کنترل هستند. يکنواختی توزيع (DU) معمولاً در صورت موازی بودن منحنی پيشروی دبی ورودی با منحنی پسروی مخصوص هر نوار، دست يافتنی است. از آنجا که سرعت نفوذ در طول فصل آبياری تغيير می کند، در هر نوبت آبياری مدت زمان لازم تفاوت خواهد داشت. دبی ورودی زياد، امکان پوشش وسيع بسياری از نوارها را در يک زمان فراهم می کند و موجب افزايش بازده نيروی کارگری می گردد. دبی بالا به سيستم توزيع بزرگتر و با هزينه سرمايه ای بيشتر احتياج دارد. نيروی کارگری مورد نياز برای روش آبياری نواری معمولی با جريان کم که در آنها از سيفون استفاده می شود، قابل توجه است. استفاده از دريچه در نهرها، شديداً حجم کار تنظيم آب را کاهش می دهد اما آبيار همچنان بايد برای هر بار تنظيم يکبار وارد مزرعه شود. اگر دبی نهر زياد باشد و بر اساس طراحی از سيستم های مناسب کافی کنترل آب به تنظيمات استفاده شده باشد، به نيروی کارگری بسياری کمی نياز خواهد بود. استفاده از خطوط لوله نيز ممکن است مطلوب و اقتصادی باشد. در اين حالت کنترل آبياری 250 تا 400 هکتار توسط يک کارگر با باز و بسته کردن تعداد محدودی دريچه يا فلکه امکان پذير است. اگر از مخزن تنظيمی يا استخر ذخيره آب نيز استفاده شود، زمان و مدت آبياری در اختيار بوده و امکان بهره گيری از دبی های بزرگ نيز وجود خواهد داشت. در صورت وجود دبی های بزرگ و قابل تنظيم، زمين های بسياری را می توان به طور متوالی و همزمان آبياری نمود.عمليات تسطيح زمين های با توپوگرافی نامنظم و خاک های کم عمق به خوبی صورت نمی گيرد. در چنين شرايطی استفاده از نوارهای هدايت شده در جهت شيب يا نوارهای موازی خطوط تراز (تراسها) امکان پذير است. در مواردی که نوار با شيب عرضی باشد (نوارهای موازی خطوط تراز) به ويژه در خاک هايی که در اثر خشکی سله می بندند يا خاک های شنی فرسايش پذير، خطر شکسته شدن پشته ها وجود دارد. در روش های نواری در صورت عدم استفاده از پوشش گياهی مناسب يا کوتاه نکردن طول نوارها در جهت شيب، خطر فرسايش در اثر آبياری يا بارندگی وجود خواهد اشت. در آبياری نواری می توان برای کاهش يا حذف روان آب، شيب سطحی را در انتهای نوار کاهش داد يا حتی آن را تراز کرد، و يا می توان انتهای نوار را بست. به هر حال ممکن است هر رفت رواناب به نفوذ عمقی تغيير شکل دهد. بايد دقت نمود که آب برای مدت طولانی در نوار جمع نشود. در تناوب کاشت گياهان رديفی و يونجه يا گياهان علوفه ای، تنظيم شيب زمين در دو جهت با مقادير مختلف، مطلوب است. گياهان متراکم را می توان در جهت شيب تندتر آبياری نمود و گياهان رديفی که به صورت جوی و پشته کشت می شوند را می توان در جهت شيب ملايم تر آبياری کرد. چنين طرحی به توزيع آب در دو جهت مزرعه احتياج دارد که اين امر موجب افزايش هزينه می گردد.نياز به عمليات تسطيح در آبياری نواری از آبياری کرتی کمتر بوده و به اندازه قطعه زراعی و طراحی بستگی دارد. طراحی شيب دو طرفه (طولی و عرضی) همانند استفاده از نوارهای هدايت شده، حجم خاک جابجا شده را کاهش می دهد. ايجاد شيب های تقريباً هماهنگ با توپوگرافی زمين نسبت به ايجاد شيارهای معين از پيش تعيين شده بسيار اقتصادی تر است. تفاوت ناچيزی بين تواناييهای شيب های 002/0 و 003/0 وجود دارد. علاوه بر اين در نوارها با سکوی باريک (تراس کم عرض) حجم خاک جابجا شده نسبت به نوارهای پهن تر با پشته های بلندتر کمتر است. شيب های طولی يا عرضی متغير، در صورت تغييرات ملايم (002/0 به 003/0) موجب حفظ توازی منحنی های پيشروی و پسروی شده و هزينه های آماده سازی زمين را کاهش می دهند. در خاک های ناهمگن در صورتی که عمق خاکبرداری در برخی مناطق زياد باشد، برداشت و جايگزينی خاک سطحی به منظور دستيابی به شرايط سطحی يکنواخت تر، موجب افزايش بازده آبياری خواهد شد. بديهی است که بايد توجه نمود که هزينه های لازم، به ويژه در صورت زياد بودن حجم عمليات خاکی، احتمالاً اجرای اين طرح در مقابل ساير روش های آبياری غير اقتصادی می سازد. مشکلات طراحی ابعاد نوارها به منظور همخوانی با محدوديت های سرعت نفوذ، دبی ورودی، کمبود مجاز رطوبت خاک (MAD) تأخير جريان و شيب در اراضی با مرزهای مشخص تشديد می شود. با تغيير مقادير کمبود مجاز رطوبت خاک (MAD) يا پذيرش بازده کمتر می توان از تغيير زياد طول نوار پرهيز کرد. از نوارهای کوتاه می توان برای آبياری سبک و از نوارهای بلند برای آبياری های سنگين استفاده کرد اما از هر دو (آبياری سبک و سنگين) نمی توان با بازده بالا در يک نوار واحد استفاده کرد. تأمين آب اضافی در وسط طول نوار به شکل مؤثری آن را کوتاه خواهد کرد. در صورت نياز به نوارهای بسيار کوتاه، بهتر است که از آبياری کرتی يا رديفی استفاده شود. در غير اين صورت رواناب زيادی روی خواهد داد. برای خاک های با سرعت نفوذ پذيری بالا نمی توان از نوارهايی به طول بيش از 100 متر استفاده کرد. در نفوذ پذيری پايين لازم است نوار برای تأمين مدت آبياری لازم جهت نفوذ کافی آب، 800 تا 1000 متر انتخاب شود. همچنين ميزان دبی ورودی نيز بايد تغيير کند. استفاده از ابعاد و دبی های غير دلخواه عملی بوده اما موجب نفوذ يکنواخت و ظرفيت نگهداری آب يکسان در منظقه ريشه در واحدهايی که به مديريت مشابه نياز دارند. به ويژه در جهت شيب بسيار مطلوب است. در خاک های سله بسته که ترک ها بايد قبل از پيشروی جريان پر شوند، حداقل آب مورد نياز، کمی بيش از حجم آب لازم جهت پر شدن ترک ها، برآورد می شود تغيير مقادير کمبود رطوبت خاک و اندازه ترک ها در زمان آبياری اثرات مطلوبی در پی خواهد داشت. پس از پر شدن ترک ها سرعت نفوذ آشکارا کاهش خواهد يافت. در اينگونه اراضی آب حتی کمتر از نصف مقدار معمول، نفوذ کرده و طول نوار را می توان تا 1000 متر افزايش داد. در اين حالت منحنی های پيشروی و پسروی لزوماً به موازات يکديگر نخواهند بود. پشته های مرزی را می توان به صورت فصلی يا دائمی احداث نمود. فاصله پشته ها و هزينه احداث به عمليات زراعی مانند فاصله گياهان، عرض ماشين آلات و دبی ورودی بستگی دارد.
غرقابی دائم (کرت برنج)
آبياری به روش غرقابی دائم روشی است که طی آن آب به صورت دائم يا متناوب وارد زمين شده و خاک را به طور دائمی غرقاب می سازد. برای نگهداری آب در کرت هايی مسطح يا نسبتاً مسطح، مزرعه با پشته هايی تقسيم شده و معمولاً در شيب ها، زمين سکوبندی می شود. از روش آبياری با جريان دائم معمولاً برای برنج که به شرايط اشباع و غرقابی نياز داشته و يا می تواند خود را با آن وفق دهد استفاده می شود. گياه معمولاً در سطوح صاف کشت می شود. در بسياری از مناطق، در سيستم های جريان دائم، اراضی پايين دست با آب خارج شده از زمين های بالا دست آبياری می شوند. اين آب، افت حاصل از نشت و تبخير و تعرق در زمين های پايين دست را تأمين می نمايد. در صورت که از آبراهه های مجزا برای هر قطعه استفاده شود، کنترل بهتر آب امکان پذير است. اين امر در طول دوره آبياری نيز حائز اهميت است، چرا که با کاشت گونه های مختلف گياهی در هر قطعه زمين، نياز آبی در هر زمان متفاوت خواهد بود. سيستم توزيع آب بايد قادر به هدايت و کنترل سرعت های متغير جريان برای آبياری زمين های مختلف در زمان ها متفاوت باشد. به سبب سرعت بالای نفوذ در آغاز آبياری، سرعت بالای جريان در اين هنگام بسيار حائز اهميت است. روش غرقابی دائم در زمين هايی با سرعت نفوذپذيری کم از کارآيی بالايی برخوردار است. به طول معمول، با ايجاد لايه ای نفوذناپذير در اثر فعاليت های زراعی در شرايط اشباع، در طی ساليان متمادی، نفوذ عمقی محدود خواهد شد. در صورت تشکيل شخم لايه زير سطحی و يا استقرار يک سفره زيرزمينی، همگن بودن خاک، به طور معمول موضوع مهمی نخواهد بود. در مزارع دائماً غرقابی، پس از آبياری اوليه زمين جريان مداوم آب با سرعت کم به شکلی که تنها برای تأمين نياز آبی کافی باشد، وارد زمين می شود. در برخی مناطق، آب به صورت دوره ای تأمين می شود. تا زمانی که عمق آب در سطح خاک در فاصله دو آبياری کافی باشد، اثرات آبياری دوره ای اندک خواهد بود. در آبياری مداوم، دبی های جريان کوچک هستند. در آبياری متناوب از جريان های بيشتر برای دوره های کوتاه استفاده می شود. آبياری های متناوب با نوسان عمق آب، امکان ذخيره بارندگی را فراهم نموده و در عين حال شرايط غرقابی دائم نيز حفظ خواهد شد. کرت ها و زمين های تسطيح نشده را می توان برای آبياری به روش غرقابی دائم به اشکال و قواره های مختلف تقسيم کرد. اندازه کرت، در درجه نخست توسط توپوگرافی منطقه و سپس توسط ساير شرايط اجرايی محدود می شود و يکنواختی خاک بر آن اثرگذار نيست. در صورت امکان، پشته های طويل به موازات يکديگر احداث می شوند چرا که قطعه بندی به اين صورت موجب تسهيل عمليات مکانيزه و تسطيح ليزری اراضی می شود. احداث پشته ها و کنترل سازه ها به مديريتی ماهر نيازمند است. استقرار نامناسب پشته ها، يا عدم کنترل صحيح سازه ها، کارآيی روش را کاهش خواهد داد. پشته ها ممکن است دائمی باشند و يا اين که به منظور تسهيل عمليات برداشت هر سال تخريب و بازسازی شوند. در برخی مناطق به منظور حفاظت از فرسايش، نشت و کنترل علف هرز، پشته ها را با نوارهای پلاستيکی می پوشانند. امواج آب ناشی از باد موجب فرسايش پشته ها شده و لزوم عمليات نگهداری را تشديد خواهند کرد. تسطيح کامل زمين بسيار حائز اهميت است. زمين های تسطيح شده، يا به صورت کرت های کاملاً هموار درآمده يا شيب بسيار کم داشته و يا دارای اختلاف تراز کوچکی در طول زمين هستند تا ضمن تأمين عمق غرقابی مناسب (نه خيلی عمق و نه خيلی کم عمق) امکان زهکشی اراضی در هنگام برداشت محصول را فراهم سازند. شکل 3-4 آبياری برنج به روش غرقابی دائم را در مقايس کوچک در زمينی که تسطيح ليزری استفاده می کنند. در مواردی که تراس بندی اراضی مورد نياز باشد، پشته ها نيز با کنترل ليزری احداث می شوند. در صورت استفاده از چنين ابزاری، عمليات حفاظت ماهرانه ای مورد نياز خواهد بود. حجم خاک جابجا شده در تسطيح اراضی برای آبياری به روش غرقابی دائم معمولاً از 200M3/ha تجاوز نمی کند. در صورت پيروی شيب کرت از شيب زمين و يا استقرار پشته ها بر خطوط تراز، حجم عمليات خاکی بسيار ناچيز خواهد بود. در مناطقی که برای تسهيل عمليات زراعی کرت های بزرگتر مدنظر هستند، تمامی ابعاد عمليات تسطيح نيز افزايش خواهد يافت. سطوح هموار برای برخی فرايندهای رشد و يا برای ساير گياهانی که در تناوب با برنج به صورت کرتی آبياری می شوند، ضروری است. ارتفاع پشته ها بايد برای تسهيل انتقال آب از يک کرت به کرت ديگر و کاهش فرسايش آبی، کوتاه انتخاب شوند. اين امر استفاده اقتصادی از اين روش را در مناطق مختلف محدود می سازد. بسياری از زمين های قديمی در شيب های تند دارای پشته های بلند بوده و با شرايط کارگری و مکانيزه جاری هماهنگ نيستند. شکل 3-4- غرقای دائم مزرعه کوچک برنجمديريت روش ابياری غرقابی دائم شامل تسطيح پيش از آغاز فصل زراعی، احداث اوليه پشته ها و سازه های کنترل آب، غرقاب کردن اوليه زمين و نهايتاً حفظ عمق مناسب آب در مناطق غرقابی و تأمين جريان آب کافی با هدر رفت ناچيز است. برای فراهم آوردن شرايط برداشت وجود شکلی از زهکشی سطحی برای برنج است. علاوه بر اين، زهکشی سطحی می تواند در صورت بارندگی در فصل رشد و در خاک های سنگين، و به ويژه برای گياهان زراعی (غير برنج) آب اضافی را از زمين خارج کند.
ماندابی (پر و خالی کردن آب)
آبياری به روش ماندابی (پر کردن با آب و زهکشی) يکی از انواع آبياری غرقابی دائم است اما سطح خاک متناوباً از آب پر و خالی می شود. از روش ماندابی تنها می توان برای آبياری گياهانی استفاده کرد که مقاون به غرقاب شدن موقت در دوره های مشخص آبياری باشند. آبياری در اين روش با پر کردن حوضچه ها از آب و حفظ آن تا هنگامی که نفوذ عمقی مطلوب تأمين شود انجام می گردد. اين روش برای خاک های با سرعت نفوذ کم و اراضی با شيب ناچيز مناسب است. از اين روش در اراضی بزرگی که وسعت آنها به 16 هکتار می رسد و اختلاف ارتفاع 3/0 متر داشته اند استفاده شده است. در اين روش، کنترل رواناب برای خارج کردن آب اضافی کرت ضروری است. با تخليه آب اضافی از يک دريچه از يک دريچه خروجی مقدار يا عمق آبياری مورد نظر کنترل می شود. مدت آبياری عامل بسيار مهمی برای دستيابی به بازده بالای کاربرد است و برای تأمين يکنواختی بالا، همانند آبياری نواری، منحنی های پيشروی و پسروی بايد تقريباً موازی باشند. اين مسأله در دوره های غرقابی طولانی مدت مهم نبوده اما در دوره های کوتاه مدت و آبياری سبک در کرت های مسطح بسيار مؤثر است.روش ماندابی باری آبياری های سنگين مناسب بوده و می توان از آن برای آبشويی اراضی کوچک با تسطيح ضعيف يا شيب دار استفاده نمود. آبياری شياریشيارها مجازی شيب داری هستند که در خاک ايجاد می شوند. در اين روش، آب به سمت پايين شيار جريان يافته و به خاک نفوذ می کند. در صورت بيشتر بودن مدت زمان پيشروی (Tadv) از زمان پسروی (Tr) مدت زمان نفوذ آب در بالا دست شيار (زمان آبياری،Ta) بيشتر از انتهای آن، (زمان نفوذ در انتهای پايينی، Ti) خواهد بود. زمان پسروی در اراضی شيب دار معمولاً کوچک است، اما در شيب های کم و خاک هايی با نفوذپذيری ناچيز حائز اهميت خواهد بود. به منظور تضمين نفوذ کافی آب در انتهای شيار، وجود رواناب اجتناب ناپذير بوده، بنابراين ممکن است پيش بينی سيستم بازگشت جريان ضروری باشد. نفوذ معمولاً فرآيندی آرام است که به صورت افقی و عمودی در محيط خيس شده شيار روی می دهد. با فرض يکنواختی خاک و تسطيح صحيح زمين،
سه مورد سخت افزاری بسيار مهم که موجب سهولت و کارآيی بيشتر آبياری شياری می شوند عبارتند از:
1- سيستم بازگشت جريان آب پايين دست شيار که شامل يک مخزن آب نيز می شود.
2- شيارهای کوتاه برای کسب نسبت پيشروی قابل قبول
3- جريان متغير بزرگ برای تأمين آب ورودی.
شيارها دارای اشکال گوناگونی هستند. اکثر آنها V شکل، ذوزنقه ای، سهمی بوده و يا دارای اشکال پهن و مسطح با عرض خيس شده بين 15 تا 75 سانتی متر يا بيشتر هستند. شيارها برای کاشت گياهان رديفی و باغات يا تاکستان ها بسيار مناسبند. تناسب اين روش برای مزارع يا محصولاتی که عمليات زراعی آنها به عبور تراکتور در ميان شيارها نياز دارد، کمتر است. از شيارهای باريک و شيارهای کم عمق لبه پهن می توان در کاشت محصولات زراعی کوتاه برای رفع برخی از مشکلات زراعی استفاده نمود. از شيارها همچنين می توان برای آبياری درختچه های مو با اندام هوايی بزرگ يا گياهانی که نبايد بر روی خاک مرطوب پهن شوند (مانند خربزه و هندوانه) استفاده نمود. با بزرگ شدن گياه، تاک ها را می توان به خارج از شيار هدايت نمود. همچنين می توان جايگاه شيار نسبت به گياه را تغيير داده و با رشد گياه، شيار پيشين را رها ساخت و يا می توان با توسعه سيستم ريشه از شيارهای جايگزين يا شيارهايی با پهنای زياد که دور از گياه حفر شده اند استفاده نمود.آبياری گياهان زراعی کوتاه که بذر آنها در عمق کم قرار می گيرد به تسطيح دقيق سطح زمين احتياج دارد چرا که در نقاط پست موجب سله بستن خاک و نقاط مرتفع باعث خشک شدن خاک خواهد شد که در آن صورت دانه ها از رطوبت کافی برای جوانه زنی برخوردار نخواهند شد. شکل و فاصله شيارها را می توان به گونه ای تنظيم کرد که در بين آنها مقادير قابل توجهی خاک خشک برای ايجاد مسيرهايی با فواصل بيشتر يا ايجاد بسترهای تخت باقی بماند. فاصله بين شيارها و شکل آنها معمولاً با توجه به فاصله ادوات به کار برده شده در عمليات زراعی و تراکم ايده آل گياه تعيين می شود. هر گاه آبياری با تواتر زيادتر و عمق کمتر مطلوب باشد، آبياری يک در ميان شيارها با کاربرد متناوب آب در يکی از دو شيار مجاور رديف گياه در هر آبياری، روش مناسبی برای آبياری گياهان رديفی به شمار می رود. بدين ترتيب هر رديف گياه در نصف دوره متناوب، در يکی از دو شيار مجاور آب دريافت می کند و می توان با همان دبی، در هر نيم دوره تناوب، وسعتی دو برابر قبل را آبياری نمود. با استفاده از تجهيزات مناسب و نيمه خودکار توزيع آب، می توان نياز کارگری را به کمترين مقدار رسانيد. در صورت سله بستن خاک ها، آبياری يک در ميان شيارها ممکن نخواهد بود. چرا که آب از خلال شکاف ها به داخل شيار خشک مجاور نفوذ خواهد کرد. مدت آبياری با مدت کاربرد آب بايد شامل زمان لازم برای تأمين نفوذ عمقی مطلوب در انتهای شيار، به علاوه زمان پيشروی منهای زمان پسروی (در صورت وجود) باشد، فاصله ميام داغ آب شيارهای مجاور نبايد از دو برابر فاصله ای که نفوذ افقی آب در دوره آبياری در انتهای شيار طی می کند تجاوز نمايد. بايد توجه داشت که ممکن است تمامی خاک سطحی موجود بين شيارها مرطوب نشود، اما خاک زير سطحی در اين فاصله به مقدار کافی مرطوب شود. فاصله ميان داغ آب را می توان با تغيير شکل شيار يا تغيير فاصله بين مراکز شيارها تنظيم نمود. اين تغييرات به شدت بر سرعت نفوذ و مدت زمان آبياری اثر خواهد گذاشت. نمونه يک روش آبياری شياری با آبياری يک در ميان رديف ها و استفاده از سيفون در شکل 5-3- نشان داده شده است.
تفاوت نسبی ميان فرصت نفوذ آب به ابتدای شيار (Ta) فرصت نفوذ در انتهای شيار (Ti) و عمق نفوذ مربوط به آن، به وسيله نسبت پيشروی توصيف می شود؛ AR=Tadv/Ti، در خاکهای ترک نخورده اين نسبت به توزيع آب مورد استفاده رواناب، نفوذ عمقی و ذخيره در خاک در شرايطی بستگی دارد که کفايت آبياری به مقدار 100 درصد رسيده باشد. تغييرات در کمبود مجاز رطوبت خاک (MAD) فاصله شيارها، شکل شيارها، تراکم خاک، استفاده مجدد از آب شيب، اندازه دبی ورودی، مسدود ساختن انتهای شيار و سيستم های بازگشت جريان، بر سرعت نفوذ و مدت مطلوط رواناب در انتهای شيار (Ti) اثر می گذارد. يکنواختی و کارآيی سيستم را می توان با ايجاد تغييراتی در سرعت نفوذ و بسياری از عوامل مربوط به آن وبه ويژه اندازه دبی ورودی (AR) بهبود بخشيد. رواناب و نفوذ عمقی، نسبت به تغييرات AR و بسياری از عوامل مؤثر بر آن، واکنش نشان می دهند.
آبياری سطحی به گروه گسترده ای از روش های آبياری اطلاق می شود که در آنها آب به وسيله نيروی ثقل در سطح مزرعه پخش می شود. اب عموماً در يک نقطه مرتفع يا در امتداد يک ضلع زمين رها شده و سطح مزرعه را تحت جريان سطحی می پوشاند. بازده و يکنواختی آبياری به يکنواختی خاک، کيفيت ترازبندی زمين، توپوگرافی زمين و کنترل رابطه ميان جريان، سرعت نفوذ آب به خاک و زمان آبياری بستگی دارد. استفاده از خاک به عنوان محيط انتقال (در مقابل انتقال آب از طريق خطوط لوله يا از ميان هوا توسط آب پاش ها)، شکل شناخته شده ای از روش های آبياری سطحی است. همچنين اين خاک است که عمق نفوذ را در زمان نفوذ کنترل می کند (در مقابل ميزان جريان که توسط آب پاش ها يا قطره چکان ها کنترل می شود). علاوه بر اين، در اراضی تحت آبيرای سطحی به سبب تغيير مشخصه های نفوذ و پيشروی آب نسبت به زمان، تعيين و پيش بينی بسياری از توصيه هايی که از نظر مديريت ضرورت دارد ممکن نيست. در روش های آبياری سطحی کنترل آبياری بايد از طريق مديريت اراضی انجام شود، در حالی که در سيستم های مکانيکی، طراحی و تجهيزات، جايگزين بخش عمده ای از مديريت های لازم شده اند.
روش های آبياری سطحی به دو دسته اساسی تقسيم می شوند:
غرقابی و جريانی.
روش های جريانی برای تضمين نفوذ کافی آب در پايين دست مزرعه بايد مقداری رواناب داشته باشند. معمولاً برای جلوگيری از خروج آب از مزرعه، نياز به سيستم برگشت رواناب به چرخه آبياری وجود دارد. اين سيستم در صورت طراحی مناسب، امکانات ارزشمندی را برای کاهش نيروی کارگری و يکنواختی بهتر پخش آب،فراهم می آورند.
انواع روش های آبياری سطحی
آبياری کرتی
آبياری کرتی يکی از روش های آبياری غرقابی است که برای آبياری اراضی مسطح مرزبندی شده، استفاده می شود (شکل 3-1) در اين روش سطح خاک به صورت غرقابی باقی نمی ماند. از آنجا که خاک تا زمانی که اب نفوذ می کند، غرقاب باقی می ماند، در اين روش رواناب وجود ندارد. در مناطق بارانی بايد ملاحظاتی برای تخليه آب مازاد نفوذی انجام گيرد. آبياری کرتی تحت عناوين گوناگونی مانند ابياری غرقابی کنترل شده، نوارهای مسح، ابياری کنترل شده، آبياری کرتی کنترل شده، آبياری کرتی مسطح ته بسته و آبياری کرتی مسطح، بيان می شود. از اين شيوه آبياری می توان برای محصولات رديفی و غير رديفی، با مرزهای داخلی يا بدون آب، و يا در بسترهای پهن همواره استفاده نمود. اين شيوه همچنين در باغات و تاکستان ها نيز به کار برده می شود. از انجا که يکنواختی نفوذ نسبت به تغييرات نفوذ پذيری بسيار حساس است سرعت نفوذ بايد در هر کرت ثابت باشد. نيازی نيست که کرت ها حتماً مستطيلی يا دارای مرزهای مستقيم باشند. پشته ها نيز لزوماً دائمی باشند. تحت يک مديريت خوب، حجم معينی از آب به سرعت در کرت تخليه خواهد شد.
جدول 3-1- روش های آبياری سطحی و گونه های مختلف آنها
روش
کرتی نواری
جريان دائمی
و غرقابیشياری (فارو) شيارهای کوچک
انواع
کرتی مسطحکرتی بستر سازی شده يا با جوی و پشتهکرتی همراه با آبياری و تخليه متناوب کرت نوارهای شيب دار با روانابنوارهای کم شيب ته بستهنوارهای موازی خطوط تراز نهرچه های تراز (غرقابی وحشی)شيارهای شيب دار سنتیشيارهای شيب دار جديد (مکانيزه)شيارهای مسطح و کم شيبشيارهای موازی خطوط تراز
گونه های مختلف آبياری کرتی شامل کرت های مسطح و پشته دار (مرزبندی شده، شياری شده ويا جوی و پشته ای) هستند. گياهانی که کاشت آنها در کرت های مسطح موفقيت آميز بوده تقريباً نامحدودند و کشت آنها تنها به خاک مزرعه بستگی دارد. برای محصولات رديفی (جايی که ممانعت از غرقاب شدن ضروری باشد و يا هنگامی که کاربرد کم آب به سبب پهنای پشته ها بحرانی و مشکل باشد) معمولاً از کرت های پشته دار استفاده می شود. در اين روش معمولاً از مرزهای باريک تا پشته های عريض برای کاشت سبزيجات، هندوانه، پنبه، ذرت، سيب زمينی، چغندرقند و بسياری ديگر از محصولات رديفی استفاده می کنند.کرت ها مسطح برای محصولات رديفی و غير رديفی که برای مدت زمانی کوتان به شرايط غرقابی حساس نيستند، بسيار مناسب هستند. محصولات غير رديفی مانند يونجه، گندم، سورگوم، جو، پنبه و ... معمولاً بدين شيوه آبياری می شوند.
کاشت گياه در کرت های مسطح به رفع مشکلات شوری کمک کرده و استفاده از آبياری سنگين را آسان می سازد. محصولات باغی و تاکستان ها را می توان در کرت های مسطح و يا روی پشته ها يا نقاط بلند مزرعه کشت نمود. کرت های جوی و پشته دار به ويژه برای محصولات رديفی که به کنترل رطوبت در پشته ها احتياج دارند، مناسبند. برای مثال، پشته های مسطح موجب سهولت يکنواختی توزيع رطوبت و جوانه زدن می شوند. در حالی که اين امر در جوی و پشته دشوار به نظر می رسد. اما دستيابی به آن در کرت های کوچک نسبتاً آسان است. با وجود اين، اگر کرت ها خيلی بزرگ باشند، دبی زياد، لبه های جوی را در بالا دست و در زمان پيشروی غرقاب ساخته و موجب نابودی گياه يا تخريب بستر بذر خواهد شد. خسارات ناشی از غرقابی شدن زمين را می توان با استفاده از تسطحيح دقيق کرت ها کاهش داد. آب باران و مازاد آب آبياری به جای آن که در گودال های پست يا در پايين دست زمين(که معمولاً در آنجا به گياه خسارت وارد می شود)، تجمع پيدا کند، به صورت يکنواخت در تمام منطقه توزيع خواهد شد. به هر حال، از آنجا که در اين روش آبياری، رواناب سطحی وجود ندارد، مصرف آب اضافی، در اثر آبياری يا بارندگی اضافی موجب وارد آمدن خساراتی به محصول خواهد شد. در نواحی که دارای بارندگی های بسيار شديد بوده و خاک هايی با درجه نفوذپذيری پايين دارند استفاده از شبکه زهکشی سطحی ضروری است.کرت ها نسبت به ساير روش های آبياری کنترل شده، دستی، به دليل سهولت اجرا، سادگی تجهيزات و نيروی کم کارگری مورد نياز و همچنين امکان استفاده از دبی های ثابت زياد، از مزايايی برخوردارند. اين روس در خاک های يکنواخت با تسطيح دقيق زمين و با نهرهای بزرگ متناسب با سطح کرت، بهترين بازده را خواهد داشت. هيچ يک از اين موارد، از جمله احتياجات مطلق اين روش نيستند، اما موجب بهبود بازده کرت ها خواهند شد. آبيار يا سرپرست آبياری برای محاسبه دقيق جدول زمان آبياری به دانستن دبی ورودی، مساحت کرت، بازده مطلوب و يکنواختی ممکن نياز دارد، يک اشتباه 6 دقيقه ای در يک دوره زمانی 60 دقيقه ای معادل 10 درصد خطا خواهد بود. يکنواختی به اندازه نهر، نسبت به پيشروی، نامنظمی سطح خاک و سرعت نفوذ بستگی دارد. نسبت به پيشروی به صورت زير تعريف می شود:مدت زمان آبياری/ مدت زمان پيشروی آب =AR به فرصت زمانی مطلوب برای نفوذ کمبود رطوبت خاک (SMD)، «زمان آبياری» گفته می شود. در عمل، اين زمان برابر، کوچک ترين زمان فرصت نفوذ در کرت يا شيار است. «فرصت نفوذ» مدت زمانی است که آب با سطح خاک در مزرعه در تماس است. در مواردی که از نهرهای بزرگ به صورت نوبتی استفاده می شود، نياز به کارگر آبياری کم است. به هر حال، بايد بتوان از اين کارگر در منطقه يا کارهای ديگر استفاده نمود. کار جسمی آبيار در اين روش آبياری تنها با باز کردن يک دريچه يا يک دهانه بدون تنظيم دبی کل، محدود می شود. براس سيستمی که خوب طراحی شده باشد، يک آبيار کم تجربه يا با اطلاعات نه چندان زياد کافی است اما سرپرست آبياری بايد دقيقاً روابط بين دبی جريان، مدت ابياری و کمبود رطوبت خاک (SMD) را درک نمايد. در سيستم های کرتی مسطح، به ويژه برای محصولات رديفی روی پشته، شيارها می توانند از هر دو انتها باز بوده و به نهرهای ثانويه متصل شوند. جريان آب شيارهای با سرعت پيشروی بالاتر، در نهر ثانويه انتهای کرت جمع آوری شده و سپس به درون شيارهايی که پيشروی در آن کندتر است، باز می گردد. اين کار، غير يکنواختی زمان غرقابی را کاهش می دهد. آب را می توان از هر دو سوی يک کرت مسطح تأمين نمود. آب را می توان از يک نقطه گوشه به کرت های متعدد نيز توزيع نمود. اين امر در هر دو جهت می شود. همچنين اين کار ممکن است به کاهش طول نهر مورد نياز مزرعه بيانجامد. در زمين های مسطح، کرت ها معمولاً با آرايش منظم شبکه، با توجه به مرزهای مالکيت و تغييرات بافت خاک تنظيم می شوند. در زمين های شيب دار، طول کرت ها معمولاً در امتداد خطوط تزار قرار می گيرد . جريان آب به سمت پايين شيب تنظيم می شود. اگر کانال انتقال آب پايين تر از سطح زمين باشد، با استفاده از بند، سطح آب را برای توزيع آب کنترل می کنند. از اين کانال می توان، هم برای آبياری کرت و هم به عنوان کانال زهکش سطحی استفاده نمود. هنگامی که از شيار و پشته در يک کرت استفاده می شود، آب تحت تأثير نيروی ثقل از نهرهای ثانويه بالا سر به درون شيارهای مجزا توزيع می شود. در اين حالت احتياجی به جداسازی جريان ورودی به کرت وجود نداشته و می توان آب آبياری را از يک ورودی واحد به درون زمين هدايت نمود. در صورت انجام صحيح امور زراعی، به دخالت آبيار نيز احتياجی نخواهد بود. در صورت زياد بودن جريان ورودی، انجام برخی اقدامات برای کنترل فرسايش در ورودی کرت ضروری است. به هر حال، سازه های استاندارد کنترل فرسايش نيز وجود دارند. در مواردی که کانال انتقال پايين تر از سطح تراز زمين باشد، هيچگونه فرسايشی روی نخواهد داد زيرا برای آبياری، سطح آب در کانال تا جايب که آب به درون شيارها يا کرت ها جاری شود، بالا آورده می شود. به منظور نيل به يکنواختی بالا، آب را می توان به سرعت در سطح کرت جاری نمود. اگر زمان لازم را برای پوشش کرت توسط آب در مقايسه با زمان غرقابی کوتاه باشد (نسبت پيشروی کم 1:4 تا 1:2) کرت بايد از يکنواختی نفوذ مطلوبی متناسب با دقت شيب بندس زمين و يکنواختی خاک برخوردار باشد. افزايش شيب در کرت، موجب تجمع آب در مناطق پست تر کرت برای مدت زمانی طولانی تر خواهد شد. تسطيح ناکافی يا صاف نکردن برخی شيب ها، ممکن است هزينه های اوليه را کاهش دهد، اما به طور کلی، موجب کاهش يکنواختی کاربرد آب می شود. نوسانات کوچک سطح خاک در حدود يک سانتيمتر، حتی در صورت تسطيح ليزری، می توانند موجب بروز عمق نفوذ غير يکنواخت با توجه به مقدار غرقاب شود. در يک کرت مسطح می توان عمليات کشاورزی را در هر جهت انجام داد. از آنجا که هر نهر آبياری قادر به آبياری کرت ها از دو طرف است، طول نهر کاهش می يابد. در هنگامی که از خطوط لوله زيرزمينی برای آبرسانی استفاده شود، طول کرت مانع عمليات کشاورزی نخواهد شد. احداث کرت های بزرگ با مقادير خاکبرداری و خاکريزی زياد معمولاً غير ضروری و به ندرت اقتصادی است. کرت های باريک را می توان حتی در زمين های نسبتاً شيب دار بر روی خطوط تراز احداث کرد. در اين صورت، هزينه ها بيشتر شده و سطح غير قابل کشت نيز به سبب ايجاد تراس های بزرگ، افزايش خواهد يافت. ميزان تسطيح به اندازه کرت و توپوگرافی منطقه بستگی دارد. معمولاً هر چه کرت کوچکتر باشد، عمليات تسطيح نيز کمتر خواهد بود، اما در اين گونه کرت ها استفاده از ابزار کنرل ليزری تسطيح بسيار دشوار است. اندازه کرت ها از چند متر مربع (کل 3-2) تا 10-15 هکتار متغير است. اندازه و طول کرت معمولاً تحت تأثير توپوگرافی منطقه، تغييرات بافت خاک، نفوذپذيری، عمق خاک سطح الارض (هنگامی که تسطيح زيادی صورت می گيرد) اندازه نهر موجود، شيب و ماشين آلات و ادوات موجود کشاورز محدود می شود. از ديدگاه طراحی، يکنواختی خاک، سرعت نفوذ، اندازه نهر موجود و نيز فرسايش پذيری خاک، طول کرت را محدود را می سازد. در کرت های بزرگ بايد انحنای زمين را نيز در تسطيح مدنظر قرار داد، چرا که يک سطح افقی از انحنای زمين تبعيت نمی کند. شکل 3-2- آبياری کرتی دست ساز همراه با جوی و پشته در مقايس کوچک به طور کلی روش های کرتی برای عمق کمينه آب طراحی می شوند. با بزرگ شدن نسبت پيشروی آب، استفاده از حجم کم آب ناکارآمد خواهد بود. در برخی موارد، در صورت استفاده از حجم کم آب، تمامی کرت از آب پوشيده نخواهد شد. عمق های آبياری معمول برای محصولات زراعی 70-100 ميليمتر است. برای حفظ نسبت پيشروی مطلوب با مصرف آب کمتر می توان از کرت های کوتاه تر استفاده نمود. با مصرف بيشتر آب، توزيع يکنواخت آب بهتر انجام خواهد گرفت، اما اين امر ممکن است موجب نفوذ عمقی بيش از حد يا زمان غرقابی طولانی تر گردد. دستيابی به عمق های ابياری کوچکتر 30-50 ميليمتر در برخی خاک ها، در کرت های پشته دار با جويچه های باريک و پشته های پهن با استفاده از فنون غرقابی که در بخش روش غرقابی توضيح داده خواهد شد ممکن می گردد. ابعاد کرت بايد با توجه به سرعت نفوذ و دبی ورودی موجود طراحی شود. الگوی کشت، عمق کاربرد آب، يکنواختی مطلوب، دبی ورودی و ساير موارد عملی نيز می توانند موجب محدوديت اندازه و طول کرت شوند. در خاکهايی با بافت درشت و قدرت نفوذپذيری بالا، طول کرت نبايد از 100 متر تجاوز کند. برای خاک هايی با بافت متوسط تا ريز معمولاً از طول 400 متر استفاده می کنند. برای خاک هايی با نفودپذيری نهايی بسيار کم به زهکشی سطحی برای کنترل اب مازاد احتياج است. روش غرقابی برای اين گونه خاک ها مناسب تر است. کرت های کوتاه، رسيدن به نسبت های پيشروی کوچک (بين 25/0 تا 35/0) را ممکن می سازند. اين نسبت ها موجب يکنواختی مناسب تر توزيع می شوند. دبی ورودی موجود، عرض لازم کرت را برای تأمين دبی ورودی واحد قابل قبول، تعيين می کند. به سبب وابستگی نسبت به پيشروی و يکنواختی به طول کرت، دبی ورودی واحد بر آنها نيز اثر می گذارد.
آبياری نواری
آبياری نواری (روی خطوط تراز، شيب دار و هدايت شده) نوار شيب داری از زمين را شامل می شود که ضرورتاً در جهت عرض نوار مسطح بوده و برای جلوگيری از پخش و فرار جانبی آب به وسيله مرزهايی (خاکريز، خاک پشته، پشته و ...) محدود شده است. مرزها معمولاً برای تسهيل عمليات شخم زنی، به صورت موازی احداث می شوند. اما اين مورد برای آبياری، به ويژه برای نوارهای روی خطوط تراز الزامی نيست. دبی نسبتاً بزرگی از بالا دست نوار پيش می رود. پساز آن که بين تمامی عوامل مربوط (دبی واحد ورودی، کمبود رطوبت خاک، سرعت نفوذ، زمان پسروی و طول نوار) ارتباط مناسبی برقرار شد، اگر هدف حذف رواناب باشد، جريان آب در خاک های با نفوذپذيری کم هنگامی که جبهه پيشروی آب حدود 6/0 طول کرت را طوی کرده باشد در خاک هايی با نفوذپذيری زياد پس از طی 9/0 طول نوار قطع می شود. انتهای پايينی نوار با رواناب موقتی ذخيره شده در بالا دست ابياری می شود. می توان مقدار ناچيزی رواناب (حدود 10 درصد) داشت و دو انتهای بالايی و پايينی غالباً نسبت به بخش ميانی کمتر آبياری می شوند. برای رسيدن به اين حد، لازم است که ترکيب ويژه ای از تخليه رطوبت خاک و دبی جريان به وجود آيد.
روش آبياری نواری دارای انواع بسياری است که مختصراً در زير ارايه می شوند:
نوارهای روی خطوط تراز.
در اين روش، نوارها با شيب طولی کم، موازی با خطوط تراز طراحی می شوند، اين نوارها معمولاً برای کاهش عمليات تسطيح و ايجاد پشته های کوچک و باريک و احداث می شوند. اين نوارها، به طور معمول مستقيم نيستند، بلکه خط تراز را دنبال می کنند.
نوارهای شيب دار.
در اين روش، نوارها با شيب يکنواخت در جهت طولی و معمولاً با شيب صفر در جهت عرضی (عمود بر جهت جريان) تسطيح می شوند. عمليات احداث نوارهای شيب دار نسبت به ساير انواع آبياری نواری به جابجايی مقادير بيشتری خاک نياز دارد. تغييرات کوچک در شيب طولی و جانبی قابل چشم پوشی است. اين روش معمول ترين شکل آبياری نواری جديد است زيرا که امکان تسطيح زمين در آن با استفاده از تجهيزات ليزری امکان پذير است.
نوارهای هدايت شده.
در اين روش، حجم عمليات تسطيح کمتر بوده و در خاک های کم عمق و توپوگرافی غير يکنواخت به کار برده می شود. نوارها تقريباً به صورت مستقيم و در جهت شيب، با تبعيت از توپوگرافی زمين، با عمليات خاکبرداری و خاکريزی کم و معمولاً عرض باريک برای کاهش يا حذف شيب عرضی طراحی می شوند. ابعاد نوار غالباً چنان اصلاح می شوند که با توجه به منحنی پسروی آب، حرکت آب در آن بيشتر شبيه آبياری شياری باشد تا نواری. شکل 3-2- آبياری نواری همراه با مرزهای مرتفع، (ديواره های کوتاه افقی از حرکت آب به شکل غير دلخواه جلوگيری می کنند)در تمامی انواع آبياری نواری، سطح زمين غرقاب می شود. اين مسأله در برخی خاک های به توليد قشر سخت می انجامد. چنين لايه سختی مانع جوانه زنی دانه ها خواهد شد. برای برخی گياهان ، خيس شدن گياه با توجه به قارچ ها و بيماری هايی که در اين زيست محيط رشدمی کنند مخرب است. اين مسأله در خاک هايی با بافت ريزتر که رطوبت را برای دوره طولانی در خود نگاه می دارند، مشکلات بيشتری به همراه خواهد داشت. تمامی گياهانی را که عوامل زراعی بالا در آنها محدوديتی ايجاد نمی کند می توان به روش نواری آبياری نمود. گياهان زراعی رديفی مثل غلاف، علوفه، گياهان مرتعی و گياهانی که روی زمين صاف کاشته می شوند مثل باغ ميوه و تاکستان که درون نوار يا وسط و يا در لبه آن کاشته می شونند را می توان بدين شيوه، به آسانی آبياری نمود. غرقاب شدن مکرر پايين دست نوارهای با انتهای بسته برای محصولات مخرب است، به ويژه اگر شرايط غرقابی برای مدت زمانی بيش از چند ساعت ادامه يابد و خاک نيز ريز بافت باشد. گياهان يک ساله که ريشه آنها به تدريج رشد می کند و در نتيجه کمبود مجاز رطوبت آنها نيز متغير است، را تنها در صورت تعديل بازده کاربرد و با استفاده از خطوط آبرسانی تکميلی و اضافی می توان به روش نواری آبياری کرد. علت اين امر، تغييرات بسيار در کمبود رطوبت خاک و مديريت آبياری در دوره رويش گياهان يکساله زراعی است. آبياری نواری برای گياهان مرتعی، يونجه، باغات ميوه، تاکستان ها و ساير گياهانی که کمبود مجاز رطوبت (MAD) ثابتی دارند، بسيار مناسب است. آبياری نواری پيچيده ترين روش آبياری سطحی است. با وجود آن که اين روش می تواند دارای بازده کاربرد بالايی باشد، ولی در عمل بازده کاربرد بالا به ندرت حاصل می شود. اين امر به سبب عدم آگاهی کافی از نياز واقعی کمبود مجاز رطوبت خاک (MAD)، (در مرحله طراحی) در برابر کمبود رطوبت خاک (SMD) در زمان آبياری، مشکلاتی در تنظيم دبی ورودی و قطع جريان در بهترين زمان است. رويش گياه و سرعت نفوذ در طول فصل رويش تغيير می کند در حالی که سرعت نفوذ نهايی و منحنی پسروی تغيير نمی کند. طول، عرض نوار، مدت و دبی جريان عوامل مديريتی قابل کنترل هستند. يکنواختی توزيع (DU) معمولاً در صورت موازی بودن منحنی پيشروی دبی ورودی با منحنی پسروی مخصوص هر نوار، دست يافتنی است. از آنجا که سرعت نفوذ در طول فصل آبياری تغيير می کند، در هر نوبت آبياری مدت زمان لازم تفاوت خواهد داشت. دبی ورودی زياد، امکان پوشش وسيع بسياری از نوارها را در يک زمان فراهم می کند و موجب افزايش بازده نيروی کارگری می گردد. دبی بالا به سيستم توزيع بزرگتر و با هزينه سرمايه ای بيشتر احتياج دارد. نيروی کارگری مورد نياز برای روش آبياری نواری معمولی با جريان کم که در آنها از سيفون استفاده می شود، قابل توجه است. استفاده از دريچه در نهرها، شديداً حجم کار تنظيم آب را کاهش می دهد اما آبيار همچنان بايد برای هر بار تنظيم يکبار وارد مزرعه شود. اگر دبی نهر زياد باشد و بر اساس طراحی از سيستم های مناسب کافی کنترل آب به تنظيمات استفاده شده باشد، به نيروی کارگری بسياری کمی نياز خواهد بود. استفاده از خطوط لوله نيز ممکن است مطلوب و اقتصادی باشد. در اين حالت کنترل آبياری 250 تا 400 هکتار توسط يک کارگر با باز و بسته کردن تعداد محدودی دريچه يا فلکه امکان پذير است. اگر از مخزن تنظيمی يا استخر ذخيره آب نيز استفاده شود، زمان و مدت آبياری در اختيار بوده و امکان بهره گيری از دبی های بزرگ نيز وجود خواهد داشت. در صورت وجود دبی های بزرگ و قابل تنظيم، زمين های بسياری را می توان به طور متوالی و همزمان آبياری نمود.عمليات تسطيح زمين های با توپوگرافی نامنظم و خاک های کم عمق به خوبی صورت نمی گيرد. در چنين شرايطی استفاده از نوارهای هدايت شده در جهت شيب يا نوارهای موازی خطوط تراز (تراسها) امکان پذير است. در مواردی که نوار با شيب عرضی باشد (نوارهای موازی خطوط تراز) به ويژه در خاک هايی که در اثر خشکی سله می بندند يا خاک های شنی فرسايش پذير، خطر شکسته شدن پشته ها وجود دارد. در روش های نواری در صورت عدم استفاده از پوشش گياهی مناسب يا کوتاه نکردن طول نوارها در جهت شيب، خطر فرسايش در اثر آبياری يا بارندگی وجود خواهد اشت. در آبياری نواری می توان برای کاهش يا حذف روان آب، شيب سطحی را در انتهای نوار کاهش داد يا حتی آن را تراز کرد، و يا می توان انتهای نوار را بست. به هر حال ممکن است هر رفت رواناب به نفوذ عمقی تغيير شکل دهد. بايد دقت نمود که آب برای مدت طولانی در نوار جمع نشود. در تناوب کاشت گياهان رديفی و يونجه يا گياهان علوفه ای، تنظيم شيب زمين در دو جهت با مقادير مختلف، مطلوب است. گياهان متراکم را می توان در جهت شيب تندتر آبياری نمود و گياهان رديفی که به صورت جوی و پشته کشت می شوند را می توان در جهت شيب ملايم تر آبياری کرد. چنين طرحی به توزيع آب در دو جهت مزرعه احتياج دارد که اين امر موجب افزايش هزينه می گردد.نياز به عمليات تسطيح در آبياری نواری از آبياری کرتی کمتر بوده و به اندازه قطعه زراعی و طراحی بستگی دارد. طراحی شيب دو طرفه (طولی و عرضی) همانند استفاده از نوارهای هدايت شده، حجم خاک جابجا شده را کاهش می دهد. ايجاد شيب های تقريباً هماهنگ با توپوگرافی زمين نسبت به ايجاد شيارهای معين از پيش تعيين شده بسيار اقتصادی تر است. تفاوت ناچيزی بين تواناييهای شيب های 002/0 و 003/0 وجود دارد. علاوه بر اين در نوارها با سکوی باريک (تراس کم عرض) حجم خاک جابجا شده نسبت به نوارهای پهن تر با پشته های بلندتر کمتر است. شيب های طولی يا عرضی متغير، در صورت تغييرات ملايم (002/0 به 003/0) موجب حفظ توازی منحنی های پيشروی و پسروی شده و هزينه های آماده سازی زمين را کاهش می دهند. در خاک های ناهمگن در صورتی که عمق خاکبرداری در برخی مناطق زياد باشد، برداشت و جايگزينی خاک سطحی به منظور دستيابی به شرايط سطحی يکنواخت تر، موجب افزايش بازده آبياری خواهد شد. بديهی است که بايد توجه نمود که هزينه های لازم، به ويژه در صورت زياد بودن حجم عمليات خاکی، احتمالاً اجرای اين طرح در مقابل ساير روش های آبياری غير اقتصادی می سازد. مشکلات طراحی ابعاد نوارها به منظور همخوانی با محدوديت های سرعت نفوذ، دبی ورودی، کمبود مجاز رطوبت خاک (MAD) تأخير جريان و شيب در اراضی با مرزهای مشخص تشديد می شود. با تغيير مقادير کمبود مجاز رطوبت خاک (MAD) يا پذيرش بازده کمتر می توان از تغيير زياد طول نوار پرهيز کرد. از نوارهای کوتاه می توان برای آبياری سبک و از نوارهای بلند برای آبياری های سنگين استفاده کرد اما از هر دو (آبياری سبک و سنگين) نمی توان با بازده بالا در يک نوار واحد استفاده کرد. تأمين آب اضافی در وسط طول نوار به شکل مؤثری آن را کوتاه خواهد کرد. در صورت نياز به نوارهای بسيار کوتاه، بهتر است که از آبياری کرتی يا رديفی استفاده شود. در غير اين صورت رواناب زيادی روی خواهد داد. برای خاک های با سرعت نفوذ پذيری بالا نمی توان از نوارهايی به طول بيش از 100 متر استفاده کرد. در نفوذ پذيری پايين لازم است نوار برای تأمين مدت آبياری لازم جهت نفوذ کافی آب، 800 تا 1000 متر انتخاب شود. همچنين ميزان دبی ورودی نيز بايد تغيير کند. استفاده از ابعاد و دبی های غير دلخواه عملی بوده اما موجب نفوذ يکنواخت و ظرفيت نگهداری آب يکسان در منظقه ريشه در واحدهايی که به مديريت مشابه نياز دارند. به ويژه در جهت شيب بسيار مطلوب است. در خاک های سله بسته که ترک ها بايد قبل از پيشروی جريان پر شوند، حداقل آب مورد نياز، کمی بيش از حجم آب لازم جهت پر شدن ترک ها، برآورد می شود تغيير مقادير کمبود رطوبت خاک و اندازه ترک ها در زمان آبياری اثرات مطلوبی در پی خواهد داشت. پس از پر شدن ترک ها سرعت نفوذ آشکارا کاهش خواهد يافت. در اينگونه اراضی آب حتی کمتر از نصف مقدار معمول، نفوذ کرده و طول نوار را می توان تا 1000 متر افزايش داد. در اين حالت منحنی های پيشروی و پسروی لزوماً به موازات يکديگر نخواهند بود. پشته های مرزی را می توان به صورت فصلی يا دائمی احداث نمود. فاصله پشته ها و هزينه احداث به عمليات زراعی مانند فاصله گياهان، عرض ماشين آلات و دبی ورودی بستگی دارد.
غرقابی دائم (کرت برنج)
آبياری به روش غرقابی دائم روشی است که طی آن آب به صورت دائم يا متناوب وارد زمين شده و خاک را به طور دائمی غرقاب می سازد. برای نگهداری آب در کرت هايی مسطح يا نسبتاً مسطح، مزرعه با پشته هايی تقسيم شده و معمولاً در شيب ها، زمين سکوبندی می شود. از روش آبياری با جريان دائم معمولاً برای برنج که به شرايط اشباع و غرقابی نياز داشته و يا می تواند خود را با آن وفق دهد استفاده می شود. گياه معمولاً در سطوح صاف کشت می شود. در بسياری از مناطق، در سيستم های جريان دائم، اراضی پايين دست با آب خارج شده از زمين های بالا دست آبياری می شوند. اين آب، افت حاصل از نشت و تبخير و تعرق در زمين های پايين دست را تأمين می نمايد. در صورت که از آبراهه های مجزا برای هر قطعه استفاده شود، کنترل بهتر آب امکان پذير است. اين امر در طول دوره آبياری نيز حائز اهميت است، چرا که با کاشت گونه های مختلف گياهی در هر قطعه زمين، نياز آبی در هر زمان متفاوت خواهد بود. سيستم توزيع آب بايد قادر به هدايت و کنترل سرعت های متغير جريان برای آبياری زمين های مختلف در زمان ها متفاوت باشد. به سبب سرعت بالای نفوذ در آغاز آبياری، سرعت بالای جريان در اين هنگام بسيار حائز اهميت است. روش غرقابی دائم در زمين هايی با سرعت نفوذپذيری کم از کارآيی بالايی برخوردار است. به طول معمول، با ايجاد لايه ای نفوذناپذير در اثر فعاليت های زراعی در شرايط اشباع، در طی ساليان متمادی، نفوذ عمقی محدود خواهد شد. در صورت تشکيل شخم لايه زير سطحی و يا استقرار يک سفره زيرزمينی، همگن بودن خاک، به طور معمول موضوع مهمی نخواهد بود. در مزارع دائماً غرقابی، پس از آبياری اوليه زمين جريان مداوم آب با سرعت کم به شکلی که تنها برای تأمين نياز آبی کافی باشد، وارد زمين می شود. در برخی مناطق، آب به صورت دوره ای تأمين می شود. تا زمانی که عمق آب در سطح خاک در فاصله دو آبياری کافی باشد، اثرات آبياری دوره ای اندک خواهد بود. در آبياری مداوم، دبی های جريان کوچک هستند. در آبياری متناوب از جريان های بيشتر برای دوره های کوتاه استفاده می شود. آبياری های متناوب با نوسان عمق آب، امکان ذخيره بارندگی را فراهم نموده و در عين حال شرايط غرقابی دائم نيز حفظ خواهد شد. کرت ها و زمين های تسطيح نشده را می توان برای آبياری به روش غرقابی دائم به اشکال و قواره های مختلف تقسيم کرد. اندازه کرت، در درجه نخست توسط توپوگرافی منطقه و سپس توسط ساير شرايط اجرايی محدود می شود و يکنواختی خاک بر آن اثرگذار نيست. در صورت امکان، پشته های طويل به موازات يکديگر احداث می شوند چرا که قطعه بندی به اين صورت موجب تسهيل عمليات مکانيزه و تسطيح ليزری اراضی می شود. احداث پشته ها و کنترل سازه ها به مديريتی ماهر نيازمند است. استقرار نامناسب پشته ها، يا عدم کنترل صحيح سازه ها، کارآيی روش را کاهش خواهد داد. پشته ها ممکن است دائمی باشند و يا اين که به منظور تسهيل عمليات برداشت هر سال تخريب و بازسازی شوند. در برخی مناطق به منظور حفاظت از فرسايش، نشت و کنترل علف هرز، پشته ها را با نوارهای پلاستيکی می پوشانند. امواج آب ناشی از باد موجب فرسايش پشته ها شده و لزوم عمليات نگهداری را تشديد خواهند کرد. تسطيح کامل زمين بسيار حائز اهميت است. زمين های تسطيح شده، يا به صورت کرت های کاملاً هموار درآمده يا شيب بسيار کم داشته و يا دارای اختلاف تراز کوچکی در طول زمين هستند تا ضمن تأمين عمق غرقابی مناسب (نه خيلی عمق و نه خيلی کم عمق) امکان زهکشی اراضی در هنگام برداشت محصول را فراهم سازند. شکل 3-4 آبياری برنج به روش غرقابی دائم را در مقايس کوچک در زمينی که تسطيح ليزری استفاده می کنند. در مواردی که تراس بندی اراضی مورد نياز باشد، پشته ها نيز با کنترل ليزری احداث می شوند. در صورت استفاده از چنين ابزاری، عمليات حفاظت ماهرانه ای مورد نياز خواهد بود. حجم خاک جابجا شده در تسطيح اراضی برای آبياری به روش غرقابی دائم معمولاً از 200M3/ha تجاوز نمی کند. در صورت پيروی شيب کرت از شيب زمين و يا استقرار پشته ها بر خطوط تراز، حجم عمليات خاکی بسيار ناچيز خواهد بود. در مناطقی که برای تسهيل عمليات زراعی کرت های بزرگتر مدنظر هستند، تمامی ابعاد عمليات تسطيح نيز افزايش خواهد يافت. سطوح هموار برای برخی فرايندهای رشد و يا برای ساير گياهانی که در تناوب با برنج به صورت کرتی آبياری می شوند، ضروری است. ارتفاع پشته ها بايد برای تسهيل انتقال آب از يک کرت به کرت ديگر و کاهش فرسايش آبی، کوتاه انتخاب شوند. اين امر استفاده اقتصادی از اين روش را در مناطق مختلف محدود می سازد. بسياری از زمين های قديمی در شيب های تند دارای پشته های بلند بوده و با شرايط کارگری و مکانيزه جاری هماهنگ نيستند. شکل 3-4- غرقای دائم مزرعه کوچک برنجمديريت روش ابياری غرقابی دائم شامل تسطيح پيش از آغاز فصل زراعی، احداث اوليه پشته ها و سازه های کنترل آب، غرقاب کردن اوليه زمين و نهايتاً حفظ عمق مناسب آب در مناطق غرقابی و تأمين جريان آب کافی با هدر رفت ناچيز است. برای فراهم آوردن شرايط برداشت وجود شکلی از زهکشی سطحی برای برنج است. علاوه بر اين، زهکشی سطحی می تواند در صورت بارندگی در فصل رشد و در خاک های سنگين، و به ويژه برای گياهان زراعی (غير برنج) آب اضافی را از زمين خارج کند.
ماندابی (پر و خالی کردن آب)
آبياری به روش ماندابی (پر کردن با آب و زهکشی) يکی از انواع آبياری غرقابی دائم است اما سطح خاک متناوباً از آب پر و خالی می شود. از روش ماندابی تنها می توان برای آبياری گياهانی استفاده کرد که مقاون به غرقاب شدن موقت در دوره های مشخص آبياری باشند. آبياری در اين روش با پر کردن حوضچه ها از آب و حفظ آن تا هنگامی که نفوذ عمقی مطلوب تأمين شود انجام می گردد. اين روش برای خاک های با سرعت نفوذ کم و اراضی با شيب ناچيز مناسب است. از اين روش در اراضی بزرگی که وسعت آنها به 16 هکتار می رسد و اختلاف ارتفاع 3/0 متر داشته اند استفاده شده است. در اين روش، کنترل رواناب برای خارج کردن آب اضافی کرت ضروری است. با تخليه آب اضافی از يک دريچه از يک دريچه خروجی مقدار يا عمق آبياری مورد نظر کنترل می شود. مدت آبياری عامل بسيار مهمی برای دستيابی به بازده بالای کاربرد است و برای تأمين يکنواختی بالا، همانند آبياری نواری، منحنی های پيشروی و پسروی بايد تقريباً موازی باشند. اين مسأله در دوره های غرقابی طولانی مدت مهم نبوده اما در دوره های کوتاه مدت و آبياری سبک در کرت های مسطح بسيار مؤثر است.روش ماندابی باری آبياری های سنگين مناسب بوده و می توان از آن برای آبشويی اراضی کوچک با تسطيح ضعيف يا شيب دار استفاده نمود. آبياری شياریشيارها مجازی شيب داری هستند که در خاک ايجاد می شوند. در اين روش، آب به سمت پايين شيار جريان يافته و به خاک نفوذ می کند. در صورت بيشتر بودن مدت زمان پيشروی (Tadv) از زمان پسروی (Tr) مدت زمان نفوذ آب در بالا دست شيار (زمان آبياری،Ta) بيشتر از انتهای آن، (زمان نفوذ در انتهای پايينی، Ti) خواهد بود. زمان پسروی در اراضی شيب دار معمولاً کوچک است، اما در شيب های کم و خاک هايی با نفوذپذيری ناچيز حائز اهميت خواهد بود. به منظور تضمين نفوذ کافی آب در انتهای شيار، وجود رواناب اجتناب ناپذير بوده، بنابراين ممکن است پيش بينی سيستم بازگشت جريان ضروری باشد. نفوذ معمولاً فرآيندی آرام است که به صورت افقی و عمودی در محيط خيس شده شيار روی می دهد. با فرض يکنواختی خاک و تسطيح صحيح زمين،
سه مورد سخت افزاری بسيار مهم که موجب سهولت و کارآيی بيشتر آبياری شياری می شوند عبارتند از:
1- سيستم بازگشت جريان آب پايين دست شيار که شامل يک مخزن آب نيز می شود.
2- شيارهای کوتاه برای کسب نسبت پيشروی قابل قبول
3- جريان متغير بزرگ برای تأمين آب ورودی.
شيارها دارای اشکال گوناگونی هستند. اکثر آنها V شکل، ذوزنقه ای، سهمی بوده و يا دارای اشکال پهن و مسطح با عرض خيس شده بين 15 تا 75 سانتی متر يا بيشتر هستند. شيارها برای کاشت گياهان رديفی و باغات يا تاکستان ها بسيار مناسبند. تناسب اين روش برای مزارع يا محصولاتی که عمليات زراعی آنها به عبور تراکتور در ميان شيارها نياز دارد، کمتر است. از شيارهای باريک و شيارهای کم عمق لبه پهن می توان در کاشت محصولات زراعی کوتاه برای رفع برخی از مشکلات زراعی استفاده نمود. از شيارها همچنين می توان برای آبياری درختچه های مو با اندام هوايی بزرگ يا گياهانی که نبايد بر روی خاک مرطوب پهن شوند (مانند خربزه و هندوانه) استفاده نمود. با بزرگ شدن گياه، تاک ها را می توان به خارج از شيار هدايت نمود. همچنين می توان جايگاه شيار نسبت به گياه را تغيير داده و با رشد گياه، شيار پيشين را رها ساخت و يا می توان با توسعه سيستم ريشه از شيارهای جايگزين يا شيارهايی با پهنای زياد که دور از گياه حفر شده اند استفاده نمود.آبياری گياهان زراعی کوتاه که بذر آنها در عمق کم قرار می گيرد به تسطيح دقيق سطح زمين احتياج دارد چرا که در نقاط پست موجب سله بستن خاک و نقاط مرتفع باعث خشک شدن خاک خواهد شد که در آن صورت دانه ها از رطوبت کافی برای جوانه زنی برخوردار نخواهند شد. شکل و فاصله شيارها را می توان به گونه ای تنظيم کرد که در بين آنها مقادير قابل توجهی خاک خشک برای ايجاد مسيرهايی با فواصل بيشتر يا ايجاد بسترهای تخت باقی بماند. فاصله بين شيارها و شکل آنها معمولاً با توجه به فاصله ادوات به کار برده شده در عمليات زراعی و تراکم ايده آل گياه تعيين می شود. هر گاه آبياری با تواتر زيادتر و عمق کمتر مطلوب باشد، آبياری يک در ميان شيارها با کاربرد متناوب آب در يکی از دو شيار مجاور رديف گياه در هر آبياری، روش مناسبی برای آبياری گياهان رديفی به شمار می رود. بدين ترتيب هر رديف گياه در نصف دوره متناوب، در يکی از دو شيار مجاور آب دريافت می کند و می توان با همان دبی، در هر نيم دوره تناوب، وسعتی دو برابر قبل را آبياری نمود. با استفاده از تجهيزات مناسب و نيمه خودکار توزيع آب، می توان نياز کارگری را به کمترين مقدار رسانيد. در صورت سله بستن خاک ها، آبياری يک در ميان شيارها ممکن نخواهد بود. چرا که آب از خلال شکاف ها به داخل شيار خشک مجاور نفوذ خواهد کرد. مدت آبياری با مدت کاربرد آب بايد شامل زمان لازم برای تأمين نفوذ عمقی مطلوب در انتهای شيار، به علاوه زمان پيشروی منهای زمان پسروی (در صورت وجود) باشد، فاصله ميام داغ آب شيارهای مجاور نبايد از دو برابر فاصله ای که نفوذ افقی آب در دوره آبياری در انتهای شيار طی می کند تجاوز نمايد. بايد توجه داشت که ممکن است تمامی خاک سطحی موجود بين شيارها مرطوب نشود، اما خاک زير سطحی در اين فاصله به مقدار کافی مرطوب شود. فاصله ميان داغ آب را می توان با تغيير شکل شيار يا تغيير فاصله بين مراکز شيارها تنظيم نمود. اين تغييرات به شدت بر سرعت نفوذ و مدت زمان آبياری اثر خواهد گذاشت. نمونه يک روش آبياری شياری با آبياری يک در ميان رديف ها و استفاده از سيفون در شکل 5-3- نشان داده شده است.
تفاوت نسبی ميان فرصت نفوذ آب به ابتدای شيار (Ta) فرصت نفوذ در انتهای شيار (Ti) و عمق نفوذ مربوط به آن، به وسيله نسبت پيشروی توصيف می شود؛ AR=Tadv/Ti، در خاکهای ترک نخورده اين نسبت به توزيع آب مورد استفاده رواناب، نفوذ عمقی و ذخيره در خاک در شرايطی بستگی دارد که کفايت آبياری به مقدار 100 درصد رسيده باشد. تغييرات در کمبود مجاز رطوبت خاک (MAD) فاصله شيارها، شکل شيارها، تراکم خاک، استفاده مجدد از آب شيب، اندازه دبی ورودی، مسدود ساختن انتهای شيار و سيستم های بازگشت جريان، بر سرعت نفوذ و مدت مطلوط رواناب در انتهای شيار (Ti) اثر می گذارد. يکنواختی و کارآيی سيستم را می توان با ايجاد تغييراتی در سرعت نفوذ و بسياری از عوامل مربوط به آن وبه ويژه اندازه دبی ورودی (AR) بهبود بخشيد. رواناب و نفوذ عمقی، نسبت به تغييرات AR و بسياری از عوامل مؤثر بر آن، واکنش نشان می دهند.