ارزیابی راندمان توزیع آب در کانال‌های بتنی و کانالت‌ها در شبکه‌های آبیاری استان خوزستان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار پژوهش، بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، سازمان تحقیقات، آموزش و

2 استادیار پژوهشی بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان خوزستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اهواز، ایران

3 مربی پژوهش بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اهواز، ایران

4 مربی پژوهش، بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اهواز، ایران

5 مربی پژوهش بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اهواز، خوزستان

6 استادیار پژوهش، بخش تحقیقات فنی و مهندسی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اهواز، ایران.

چکیده

کانال­های آبیاری از مهم­ترین بخش­های شبکۀ آبیاری و زهکشی هستند و نقش مؤثری در کاهش تلفات آب و بالا بردن راندمان توزیع آب دارند. این تحقیق از سال­ 1395 تا 1397 در شبکه­ های آبیاری استان خوزستان اجرا شده­ است. در این پژوهشبرای تعیین راندمان توزیع آب، از روش دبی ورودی- خروجی با استفاده از دستگاه مولینه و تقسیم­بندی سطح مقطع جریان استفاده شد. به­منظور تاثیر ­دادن ابعاد کانال و حجم آب انتقالی توسط کانال برای رسیدن به درک بهتر از میزان تلفات آب، از پارامتر درصد تلفات آب در کیلومتر طول کانال نسبت به دبی ورودی استفاده شد. تعداد 26 کانال بتنی ذوزنقه­ای­ و 17 کانالت هر دو از درجه 3 و 4، در مجموع 43 کانال در شهرستان­های امیدیه، اندیمشک، گتوند، بهبهان، حمیدیه، دزفول، شوش، شوشتر، رامشیر، اهواز، باوی و شادگان در استان خوزستان ارزیابی شدند. دامنۀ تغیییرات راندمان توزیع آب در کانال­ها و کانالت­های درجه 3 و 4 (43 کانال) از 9/38 درصد در شهرستان رامشیر تا 7/99 درصد در شهرستان شوشتر در نوسان بود. مقدار تلفات آب در هر کیلومتر طول کانال از 92/20 تا 10/12454 متر مکعب در روز به­ترتیب در شهرستان شوشتر و رامشیر تغییر می­کرد. در کانال­های بتنی ذوزنقه­ای شاخص تلفات آب  نسبت به دبی ورودی در هر کیلومتر کانال از 35/0 درصد در شهرستان شوشتر تا 76/61 درصد در شهرستان اهواز در نوسان بود. در کانالت­ها، میانگین بازه­­های مورد بررسی، راندمان توزیع آب،مقدار تلفات آب در هر کیلومتر طول کانال و تلفات آب نسبت به دبی ورودی در هر کیلومتر کانالت­ها به­ترتیب 978 متر، 3/84 درصد، 11/2133 مترمکعب در روز و 18/17 درصد محاسبه شد. مقایسۀ میانگین شاخص­های محاسبه شده در کانال­ها و کانالت­ها با آزمون تی نشان داد مقدار تلفات آب در هر کیلومتر طول کانال بتنی ذوزنقه­ای با 05/1920 متر مکعب در روز نسبت به کانالت­ها با مقدار 11/2133 مترمکعب در روز اختلاف معنی­داری ندارد. محاسبۀ ضریب­های همبستگی پیرسون نشان داد که هر گونه روند افزایش یا کاهش در شاخص­های دبی، سرعت و سطح حجم آب عبوری چه در بالادست و چه در پایین­دست و میزان بازه مورد بررسی موجب تغییراتی معنی­دار در روند تغییرات راندمان توزیع آب نمی­شود.برای جلوگیری ازتلفات آب درکانال­های توزیع آب آبیاری،باید مواردی مانند رشد علف­های هرز در کانال­ ها،تجمع رسوب درکانال­ها،تجمع زباله در کانال ­ها،ترک­ خوردگی پوشش کانال­ها،خرد شدن یا جابه ­جایی قطعات بتن در کانال­ها،تخریب ناشی ازکیفیت نامناسب مصالح استفاده شده،تخریب ناشی از مسائل اجرایی را کنترل ورفع کرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation and Comparison of the Distribution Efficiency of Canals and Semi-Elliptical Channels in Irrigation Networks of Khuzestan Province

نویسندگان [English]

  • Nader Salamati 1
  • Peyman Varjavand 2
  • Shokrola Absalan 3
  • Azarakhsh Azizi 4
  • Mohiaddin Goosheh 5
  • Jafar Habibi Asl 6
1 Research Assistant Professor of Agricultural Engineering Research Department, Khuzestan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Ahvaz, Iran.
2 Research Assistant Professor of Agricultural Engineering Research Department, Khuzestan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Ahwaz, Iran
3 Agricultural Engineering Research Department, Khuzestan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Ahwaz, Iran
4 Member of Scientific Board of Agricultural Engineering Research Department, Khuzestan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Ahwaz, Iran
5 - Soil and Water Research Department, Khuzestan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Ahvaz, Iran
6 Assistant Professor, Agriculture Engineering Research Department, Khuzestan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Ahwaz, Iran
چکیده [English]

Irrigation canals, as one of the most important structures of irrigation networks, have a significant role in reducing seepage losses and increasing the water conveyance efficiency. This research was conducted from 2016 to 2018 in irrigation networks of Khuzestan province. In this research, in order to determine the distribution efficiency, the input-output flow method was used with the use of a propeller velocity meter. To have a rational comparison between canals with different dimensions and capacities, the ratio of losses to inlet discharge per kilometer of canal reach has been considered as an evaluating parameter. In total, 26 concrete trapezoidal canal reaches and 17 semi-elliptical prefabricated channel reaches have been studied. The studied canal reaches were located in Omidieh, Andimeshk, Gotvand, Behbahan, Hamidieh, Dezful, Shoosh, Shooshtar, Ramshir, Ahvaz, Bavi and Shadegan, counties of Khuzestan province. Results showed that distribution network efficiency changes from 38.9% to 99.7% for both canals and semi-elliptical channels. The seepage losses per kilometer of canal length varied from 20.92 to 12454.10 m3/day. Maximum and minimum values of seepage losses relative to inlet discharge for concrete trapezoidal reaches were 0.35% and 61.76%, respectively. In prefabricated channels, the average length of studied reaches, conveyance efficiency and seepage losses per kilometer of channel were 978 m, 84.3%, 2133.11 m3/day and 17.18%, respectively. Using t-test method for concrete trapezoidal canals and semi-elliptical channels showed that the amount of seepage losses per kilometer of canal length in a trapezoidal concrete channel with a value of 1920.05 m3/day has no significant differences compared to prefabricated channel with a value of 2133.11 m3/day. The calculation of Pearson correlation coefficients showed that any increase or decrease in the parameters of the discharge and velocity, as well as the amount of time interval, does not lead to significant changes in the process of conveyance efficiency.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Channels with Grades 3 and 4
  • Leakage
  • Losses
 

Akkuzu, E., Unal, H. B. and Karatas, B. S. 2007. Determination of water conveyance loss in the Menemen open canal irrigation network. Turk. J. Agric. For. 31, 11-22.

 

Askar. K. and Eric, L. 2009. Evaluation canal lining projects in the Lower Rio Grande valley. Technical Report. Texas Water Resources Institute. Available at: http://hdl.handle.net.

 

Attari, M., Hushmand, A. and Qumshi, M. 2014. Evaluation of the performance of prefabricated concrete cavities in irrigation and drainage networks (case study: secondary irrigation and drainage Meeyanab Shooshtar Darion 2 & 3). Proceedings of the 4th National Conference on Irrigation and Drainage Networks. Feb. 25-27. Shahid Chamran University of Ahvaz. Ahvaz, Iran. (in Persian)

 

Ehteshami, M., Alikenari, Sh. and Abbasi, N. 2000. Evaluation of transmission and distribution efficiency as well as causes of roughness increase in Qazvin irrigation network channels. Proceedings of the 10th Seminar of Iran's National Irrigation and Drainage Committee. Nov. 15-16. Tehran, Iran. (in Persian)

 

Faramarz, M. 2011. Construction of sub-networks using semi-ellipse-shaped concrete prefabricated channels with a social approach. 3rd National Conference on Irrigation and Drainage Networks. Feb. 20-21. Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran. (in Persian)

 

Iqbal, Z., Maclean, R. T., Taylor, B. D., Hecker, F. J. and Bennett, D. R. 2002. Seepage losses from irrigation canals in southern Alberte. Can. Biosyst. Eng. 44, 121-127.

 

Kashkoli, H. A. 1987. A brief study of the rate and causes of water damage in a number of soil channels in Khuzestan. Research Report. Irrigation Department, Faculty of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahvaz. (in Persian)

 

Kinzli, K. D., Martinez, M., Oad, R., Prior, A. and Gensler, D. 2010. Using an ADCP to determine canal seepage loss in an irrigation district. Agric. Water Manage. 97, 801-810.

 

Maarufi, S. and Soltani, H. 2006. Estimation of transmission and distribution efficiencies in Shavour irrigation and drainage networks using a relationship. Agric. Res. 6(1): 47-36. (in Persian)

 

Marwaa, H. M. and Omran I. M. 2016. Compared between the measured seepage losses and estimation and evaluated the conveyance efficiency for part of the Hilla main canal and three distributary canals (HC 4R, HC 5R and HC 6R) of Hilla-Kifil irrigation project. Civil Environ. Rese. 8(2): 1-10.

 

Mousavi, F. and Akhavan, S. 2007. Principles of Irrigation. Kankash Pub. House. Isfahan. (in Persian)

 

Mousavihasab, R., Zarshenas, M., Hajishah, M. and Modares, A. 2013. Technical and economic comparison of consolidated use of tubes and canals in irrigation and drainage networks (case study: irrigation and drainage project of northern Hoofl). Proceedings of the 4th National Conference on Irrigation and Drainage Networks. Feb. 25-27. Shahid Chamran University of Ahvaz. Ahvaz, Iran. (in Persian)

 

Rezaverdinezhad, V., Samadi, A., Ahmadi, H. and Dunkou, A. 2015. Study of the factors of low transmission efficiency and water distribution in irrigation canals (a case study of Bampour network). Proceedings of the 2nd National Conference on Natural and Environmental Conservation. March 12-13. Ardabil, Iran. (in Persian)

 

Roozbeh, P. 1996. The result of the evaluation of the existing network of Pashakla irrigation. Proceedings of the 8th Seminar of Iran's National Irrigation and Drainage Committee. Oct. 22-23. Tehran, Iran.
(in Persian)

 

Shahverdi, P., Shahanzari, A. and Parvin, R. 2010. Investigating different options for constructing a third grade channel on the environment of Alborz integrated water management plan. Fourth Environmental Engineering Conference. Oct. 10-11. Tehran University, Tehran, Iran. (in Persian)

 

Salahshour, J., Kazemi, A. and Habibnejad, A. 2005. Investigation of the technical and executive factors of cracking in concrete lining channels. 1st Iranian National Conference on Construction Experiences of Irrigation and Drainage Networks. June 25-26. University of Tehran, Tehran, Iran. (in Persian)

 

Salemi, H. R. 1999. Improvement of empirical equation of water leakage from channel in Rasht river region, Isfahan. Research Report. Agricultural Engineering Research Institute. (in Persian)

 

Shahrokhnia, M. and Javan, M. 2004. Determination of the sensitivity of water delivery structures in Droudzan irrigation network using mathematical model. 11th Conference of Iran's National Irrigation and Drainage Committee. Nov. 16-17. Tehran, Iran. (in Persian)

 

Sheini-Dashtgul, A., Noori, M. and Minai, S. 2013. Evaluation of transmission and distribution efficiencies and providing solutions to reduce water losses in Dose irrigation network (case study: Sabbath channels and E4 canals). 4th National Conference on Irrigation and Drainage Networks Management. March 6-8. Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran. (in Persian)

 

Singh, B. and Singh, K. K. 2014. Comparison of seepage and evaporation losses of field data analysis with analytical approach analysis - a Study of Narwana branch canal, Kurukshetra. Int. J. Enhanc. Res. Sci. Technol. Eng. 3(7): 204-209.

 

Sohrabi, T. and Javadpourborujeni, A. 2005. Evaluation and evaluation of transmission and distribution effects in Qazvin irrigation network. Agric. Res. Water Soil Plants Agric. 5(2): 53-64. (in Persian)

 

Sohrabi, T., Ujjaghloo, H. and Musa-Yasuri, A. 2009. Study and study of the factors of low transmission efficiency and distribution of water in canals with concrete cover (case study of Qazvin irrigation and drainage network). 2nd National Conference on Irrigation and Drainage Networks Management. Jan. 20. Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran. (in Persian)

 

Taheri-Qanad, S. 2009. Evaluation of the transmission and distribution efficiency of Dez irrigation network. 3rd Iranian National Conference on Construction Experiences of Irrigation and Drainage Networks. Oct. 21. Agricultural Engineering Reasearch Institude, Karaj, Iran. (in Persian)