فایل بررسي اجمالي عملكرد توربين هاي انبساطي رشته آبیاری

دسته بندي : کالاهای دیجیتال » رشته کشاورزی و محیط زیست (آموزش_و_پژوهش)

این فایل در قالب فرمت word قابل ویرایش ، آماده پرینت و ارائه به عنوان پروژه پایانی میباشد

مقدمه:
كشاورزي وزراعت در ايران بدون توجه به تأمين آب مورد نيازگياهان ميسرنيست. بنابراين بايستي برنامه ريزي صحيح براي آن بخصوص درشرايط خشكسالي صورت گيرد. برنامه ريزي صحيح مستلزم محاسبه دقيق نياز آبي گياهان مي‌باشد. براساس روش‌هاي موجود مبناي محاسبات نياز آبي گياهان ، تبخيرـ تعرق مرجع و ضرائب گياهي است. تبخير ـ تعرق مرجع توسط لايسيمتر اندازه گيري مي‌شود و براي سادگي كار مي‌توان آنرا با توجه به نوع منطقه از روش‌هاي تجربي نيز تخمين زد. ضرائب گياهي نيز از مطا لعات لايسيمتر قابل  محاسبه است.   
             (( این پایان نامه با فرمت word می باشد ))
سيب زميني يكي از  مهمترين منابع در تغذيه انسان است. اين محصول در جهان از نظر اهميت غذائي مقام پنجم بعداز گندم، برنج، ذرت و جو دارد.(11) بانگاهي به سي سال آينده، سازمان خوار بار كشاورزي (FAO) بر آورد كرده كه براي تغذيه جمعيت جهان به 60 در صد غذاي بيشتري نياز است(12) و از آنجا كه سيب زميني از نظر ارزش غذائي با توليد متوسط 2/2 تن يكي از اقلام محصولات غذايي مهم ميباشد بنابراين بايد با برنامه ريزي صحيح كشاورزي ، كه يكي از را هكار‌هاي آن بدست آوردن دقيق نياز آبي اين محصول است، باعث افزايش توليد آن در سطح جهان گرديد. اميد است اين تحقيق راه گشايي براي آيندگان درمسائل مديريت آبياري باشد. بيشترين سطح زير كشت اين محصول مربوط به اروپائيان است كه عملكردي بالغ بر 16 تن درهكتار را دارا مي‌باشند.(جدول 1-1) بطوريكه در اين جدول مشاهده مي‌شود حدود 43 درصد كل سيب‌زميني جهان در اروپا توليد مي‌شود.

فهرست مطالب:

فصل اول
1-1مقدمه    2
1-2اهميت كشت سيب زميني    3
1-3 اهميت سيب زميني در ايران    4
1-4 منطقه مورد مطالعه    5
1-4-1 استان خراسان    5
1-4-2 استان سمنان    7

فصل دوم
2-1 سابقه تحقيقات در زمينه تبخير -تعرق    10
2-2 عوامل موثر بر تبخير و تعرق    18
2-2-1  عوامل هواشناسي    18
2-2-2  فاكتورهاي گياهي    18
2-2-3  شرايط محيطي و مديريتي    19
2-3 روش سازمان خواربار و كشاورزي ملل متحد (     19
2-4  روش فائو – پنمن- مانتيس    20
2-4-1  تعيين گرماي نهان تبخير (      21
2 -4-2 تعيين شيب منحني فشار بخار  21
2-4-3  تعيين ضريب رطوبتي (    22
2-4-4  تعيين فشار بخار اشباع (    22
2-4-5 تعيين فشار واقعي بخار ()    22
2-4-6 تعيين مقدار تابش برون زميني(    23
2-4-7  تعداد ساعات رو شنايي(    24
2-4-8 تابش خالص(    24
2-4-9  شار گرما به داخل خاك)    25
2-4-10 سرعت باد در ارتفاع 2 متري    25
2-5 لايسيمتر    25
2-6 تارخچه ساخت لايسيمتر    26
2-7 انواع لايسيمتر:    28
2-7-1 لايسيمتر زهكشدار    28
2-7-2  لايسيمتر وزني    29
2-7-2-1  لايسيمتر‌هاي وزني هيدروليك    30
2-11-2-2 ميكرو لايسيمتر‌هاي وزني     32
2-8 طبقه بندي لايسيمترها از نظر ساختماني    35
2-8-1 لايسيمترهاي با خاك دست نخورده    35
2-8-2 لايسيمتر‌هاي با خاك دست خورده    36
2-8-3 لايسيمترهاي قيفي ابر ماير     36
 
فصل سوم
3-1 محل انجام طرح    38
3-2 معرفي طرح و نحوه ساخت لايسيمتر    38
3-3 تهيه بستر و نحوه كشت    39
3-4 محاسبهَ ضريب گياهي    40
3-5 انتخاب روش مناسب برآورد تبخير-تعرق    42
3-6 پهنه بندي نياز آبي سيب زميني    43

فصل چهارم
4-1 بافت خاك    45
4-2 اندازه گيري پتانسيل آب در گياه    45
4-3 محاسبه ضريب گياهي (kc) سيب زميني    45
4-4 محاسبه تبخير ـ تعرق و تحليلهاي آماري    46
4-5 پهنه بندي نيازآبي گياه سيب زميني    46
4-6 بحث در مورد نتايج    47
4-7 نتيجه گيري    48
4-8 پيشنهادات    48
منابع و ماخذ    84

-1 سابقه تحقيقات در زمينه تبخير -تعرق
شايد بتوان گفت مهمترين كوششي كه تا كنون در زمينه تبخير ـ تعرق صورت گرفته است مربوط به سازمان خواربار جهاني FAO است كه نتايج آن تحت عنوان نياز آبي گياهان انتشار يافته است ( (FAO,24. نشريه مذكور موجب نگاشته شدن صدها مقاله بوده و شايد تمام مقالاتي كه در زمينه تبخير ـ تعرق تاكنون نوشته شده است ماخذ فوق را به عنوان يكي از مراجع اصلي معرفي نموده اند. دورنبوس و پروت در اين نشريه روشهاي تبخير و تعرق را مطرح و براي برخي اصلاحات لازم را انجام داده و مورد تجزيه و تحليل قرار داده‌اند. در سال 1992 تجديد نظرهاي لازم براي نشريه فوق در شماره 56 نشريه FAO بخش آبياري و زهكشي به چاپ رسيده است. همچنين در فصل هشتم شماره 64 نشريه FAO.، به معادله پنمن_ مانتيس اصلاح شده در نشريه 56 اشاره شده است. بروت سارت (1982) مولف كتابي تحت عنوان تبخير آب كه در سال 1982 منتشر شده و از كتب مهم در تشريح اين فرايند به شمار مي‌آيد. اين كتاب به همراه كتاب ديگري كه توسط استانهيل (1984) تهيه‌گرديده است. يكي از بهترين مراجعي هستند كه به بررسي تبخير و گردش انرژي دركشاورزي پرداخته‌اند و از ترازنامه انرژي در جهت تخمين تبخير و تعرق نياز آبي گياهان استفاده كرده‌اند. بروت سارت در اين كتاب كليه معادلات تبخير را جمع بندي و مورد تجزيه و تحليل قرار داده است. (3 ) ورما و رزنبرگ بعد از مقايسه روشهاي بيلان انرژي و آئرو ديناميك با نتايج لايسيمتر نتيجه گرفتند كه روشهاي آئرو ديناميك نتايج بهتري مي‌دهندو شكل كاملتر آنها معادلات تركيبي هستند(51).  شيه تاثير متغيير‌هاي مختلف آب و هوايي را بر روي تبخير ـ تعرق بررسي نموده و نتيجه گرفتند  مدلهايي كه بر اساس دماي هوا و تشعشع عمل مي‌كنند نتايج بهتري به دست مي‌دهند(87)صالح و سنديل 23 روش محاسبه تبخيرـ تعرق مرجع را در قسمتهاي مركزي عربستان مورد ارزيابي قرار دادند. آنها روشها را در پنج گروه: روشهاي دمايي، رطوبت نسبي ، تابشي ، تركيبي و روشهاي تشتك تقسيم بندي نمودند. روشهاي جنسن هيز از گروه روشهاي تابشي در اولويت اول و روش تشك كلاس  A در مكان دوم قرار مي‌گيرند. ودر مجموع روشهاي تركيبي در حد متوسط و  روشهاي دمايي در پائين ترين مكان قرار گرفتند (75)ويراسينگ و كاتولاندا در سال 1998 نياز تبخير ـ تعرق برنج(رقم BG379 )را در ماپالانا واقع درمنطقه مرطوب شمال شرقي سريلانكا در سه سطح غرقاب و در لايسيمتر اندازه گيري  و نتيجه گرفتند كه تبخير ـ تعرق با رطوبت نسبي،سرعت باد، درجه حرارت هوا و نقطه شبنم همبستگي دارد. اين دو محققETOرا 2 تا 15ميليمتر در روز و كل ETO را بين 515 تا549 ميلي متر در دوره رشد بدست آوردند (دوره بين دو هفته بعد از خزانه تا دو هفته قبل از برداشت)نسبت تبخير-تعرق به تبخير در40-50 روز بعد از نشا’ در حدود1 و در موقع رشد در حدود 9/1 تا 39/1 بوده است. آنها از جمله فاكتورهاي موثر بر ET وE را عامل باد ذكر كرده‌اند. (76)كميته فني نياز‌هاي آبي بخش آبياري و زهكشي انجمن مهندسان راه و ساختمان آمريكا ASCE در نشريه‌اي تحت عنوان آب مصرفي گياهان و آب مورد نياز آبياري 20 روش محاسبه EToرا بطور ماهانه در مناطق خشك و مناطق مرطوب بر اساس نتايج لايسيمتر مورد مقايسه و بررسي قرار داد كه در هر دو منطقه روش پنمن ـ مانتيس در اولويت قرار گرفت (83). دورنبوس و پروت در نشريه FAO24   بر اساس يك جمع بندي از كليه تحقيقات و تجربيات در مقياس جهاني از ميان 30 روش متداول جهاني برآورد تبخير-تعرق پتانسيل گياه مرجع پنج روش از كاربردي ترين روشها را ارائه نمودند. اين روشها عبارتند ازپنمن،پنمن اصلاح شده ، بلاني كريدل اصلاح شده،طشتك تبخير و روش تابشي كه بصورت كاربردي با مثالهاي عملي و ارائه جداول، راه‌حلهاي كاربردي  در رابطه با رسم منحني‌هاي ضريب گياهي مطرح شده است (61). در سال 1993 يونجه بعنوان گياه مرجع با روشهاي پنمن(1948)،فائو-پنمن،تشعشع ،تبخير از تشتك A فائو مورد مطالعه قرار گرفت و نتايج تجزيه و تحليل نشان داد كه روش تشتك كلاسA و پنمن1948 نسبت به ساير روشها در مقايسه با لايسيمتر دقيقتر و با افزايش دور ماههاي اندازه گيري دقت نتايج بيشتر شد(55). اما اين روش‌ها نتوانست در بين محققان زياد مورد قبول داشته شود. در سال 1993 ابوقبار و همكارانش گزارش دادند كه يونجه در سه لايسيمتر زهكش داربعنوان گياه مبنا كشت و ميزان تبخير ـ تعرق اندازه گيري شده با نتايج محاسبات سه روش پنمن،جنسن هيزو تشتك كلاسA ارزيابي گرديد. كه در نتيجه ميان تبخير ـ تعرق يونجه از طريق لايسيمتر و روش تبخير تشتك كلاسA  بالاترين ميزان همبستگي ديده شد(36). در سال 1994در دانشگاه ملبورن استراليا با مطالعه اي در محل يك محدوده، جهت تخمين تبخير ـ تعرق مرجع با روشهاي فائو24،پنمن مانتيس و تشتك تبخير كلاس A به عمل آمد و چنين نتيجه گيري شد كه نتايج حاصله از روش پنمن فائو24  حدود،20تا24 درصد بيش از روش پنمن مانتيس بوده و روش تشعشع و پنمن مانتيس نتيجه اي مشابه براي ميزان تبخير ـ تعرق روزانه داشته است كه ميتوان در جاهائيكه امكان اندازه‌گيري سرعت باد نيست از روش تشعشع بجاي پنمن مانتيس براي تعيين تبخير ـ تعرق روزانه مرجع استفاده نمود(47). در سال 1995 نتايج يك تحقيق روي روش پنمن و لايسيمتر چمن در مقايسه با روشهاي پنمن ـ مانتيس، ماكينگ، پريستلي، تيلور، تورگ‌،‌هارگريوز ساماني و  تورنت وايت در سه منطقه شمال شرقي كارولينا براي تعيين تبخير ـ تعرق مرجع چنين گزارش شده است كه همبستگي خوبي بين روشهايي  كه بر اساس درجه حرارت و تشعشع مي‌باشد برقرار  بوده و براساس  تجزيه و تحليل آماري در تخمين روزانه و فصلي بهترين روش پنمن مانتيس توصيه شده است(34). تحقيقي در سه منطقه كارتر  ،پلي‌موث   و تاربود در قسمتهاي شرقي كارولينا ي شمالي صورت گرفت و در آن روشهاي ماكينگ،پريستلي، تايلور و تورك بعنوان روشهاي تشعشعي و روشهاي‌هارگريوز –ساماني ،تورنت وايت بعنوان روشهاي دمائي مورد استفاده قرار گرفتند. مبناي مقايسه روش پنمن مانتيس  با گياه مرجع چمن بود ،در مجموع نتيجه شد روشهاي تشعشعي و دمايي ارتباط و همبستگي خوبي با معادله تركيبي پنمن ـ مانتيس دارد. در اين معادله روش تورك در هر سه منطقه بطور متوسط بهترين نتايج را براي مقادير ماهانه ETo نشان مي‌داد(39 ). ديويد و همكاران (1995 )در مقاله اي تحت عنوان ارزيابي شبكه‌هاي تبخير سنجي به بررسي صحت داده‌هاي تبخير سنجي و مقادير تخمين زده شده از روي توابع نيمه تجربي پرداختند. براي تخمينET از روابط پنمن- مانتيس،بلاني-كريدل و استيفان- استيوارث استفاده شد. نتايج بدست آمده نشانگر آن بود كه روش پنمن- مانتيس بالاترين ميانگين تبخير را داشته و روش استيفان- استيوارث از اين نظر كمترين مقدار را ارائه نموده است(48 ). محمد با انجام آزمايشاتي كه انجام داد نشان داد كه روش طشت تبخير بهترين روش براي تخمين تبخير ـ تعرق در نواحي عربستان صعودي ميباشد(37 ). آلن و‌هات فيلد (1996) چندين روش را با هم مقايسه نموده و نتيجه گرفته انددر شرايطي كه داده‌هاي هواشناسي دقيقي در اختيار داشته باشيم روشهاي پريستيلي- تيلور پنمن- مانتيس بهتر از ساير روشها تبخير و تعرق را ارزيابي مي‌كند(58). كتسو بيليس و بيجي مپليس (1997) روابط مختلفي را براي پارامتر‌هاي مورد نياز روش پنمن ارائه شده را مطرح نموده و براي هر يك روابط تازه اي را ارائه نموده و با ديگر روابط مقايسه و بهترين را معرفي نمودند (62 ). هولم و همكاران (1997 ) در گزارشي تحت عنوان تبخير ـ تعرق پتانسيل در هند تحت شرايط تغيير اقليم  آينده با سريهاي زماني تبخير را براي فصول مختلف و در دو دوره كوتاه مدت (15)ساله و بلند مدت(32 )ساله مورد مطالعه قرار دادند كه دوره كوتاه مدت تنها بر پايه داده‌هاي تبخير ـ تعرق پتانسيل و دوره‌هاي بلند مدت برپايه داده‌هاي تشتك تبخيرو تبخير ـ تعرق پتانسيل انتخاب و مورد بررسي قرارگرفتند اغلب ايستگاههاي مطالعاتي روند كاهش تبخير و تبخير ـ تعرق پتانسيل را بين سالهاي 1961تا1992 در همه فصول نشان داد. بر اساس نظريه‌هاي مختلف تغيير اقليم آتي و با توجه به افزايش دما در اثر افزايش گازهاي گلخانه اي، انتظار ميرود كه مقادير تبخير و تبخير ـ تعرق روند افزايشي را در سالهاي آتي داشته باشد اين وضعيت احتمالاً در شرايط آب و هوايي خراسان و سمنان نيز اتفاق خواهد افتاد (62).جيمز رايت نتايج تحقيق تعيين تبخير ـ تعرق مرجع را با دو گياه چمن و يونجه توسط لايسيمتر وزني با تجزيه تحليل از فرمول پنمن-كيمبرلي گزارش داد كه ميزان تبخير ـ تعرقحاصل از چمن 83 درصد تبخير ـ تعرق يونجه بوده است.در منابع علمي بين المللي يونجه بدليل رشد موفق در يك دامنه وسيعي از خاكهاي مشخصات مختلف فيزيكي، در مقايسه با ساير علوفه‌ها مورد توصيه بيشتري قرار گرفته است.هرچند كه بعضي‌ها يونجه را بعنوان گياه مرجع در مقايسه با چمن پيشنهاد و توصيه نموده اندولي هنوز به قاطعييت اين امر به تاييد نرسيده است. نياز آبي يونجه ،وقتي كه برداشت محصول مورد نظر مي‌باشد حدوداً بين800-1600ميليمتر در يك دوره رشد كه بستگي به آب وهواو طول دوره رشد دارد گزارش شده است(49).در مطالعه‌اي ديگر كه در كنفرانس بين المللي آبياري در سنت آنتونيوي تگزاس در سال 1996 توسط اساتيد  ايالت واشنگتن آمريكا ارائه شده است. معادله پنمن ـ مونتيس براي برآورد تبخير-تعرق روزانه گياه مرجع موفق بوده است ولي اگر بخواهيم از فرمول بصورت مستقيم براي تعيين تبخيرـ تعرق پتانسيل محصولات مختلفETO استفاده نمائيم تنها محدوديت فرمول مشخص نبودن ضريب مقاومت روزنه‌اي(Ts ) گياهان است. والندر و همكاران (1998)در مطالعه اي تحت عنوان تخمين تبخير ـ تعرق از روي داده‌هاي طشت تبخير، مدل ويژه‌اي براي تعيين ضريب طشت (ضريبي كه بر تبخير طشت اعمال مي‌شود تا تبخير ـ تعرق بدست آيد) ارائه نمودند. در اين مدل ضريب طشت kp تابعي از فاصله و شرايط زمينهايي كه باد قبل از رسيدن به طشت از روي آنها عبور مي‌كند (fetch)، سرعت باد و رطوبت، نسبي بوده است . اين رابطه بر اساس روابط خطي چند متغيره  ارائه شده است. براي تعيين صحت مدل از پنج روش خطاي مطلق، خطاي نسبي مطلق و ميانگين مربعات خطا استفاده گرديد. در اين مطالعه مقاديرkp حاصل از مدل با مقاديري كه توسط دورنبوس و پروت (1997 ) به منظور تعيين تبخير ـ تعرق از روي داده‌هاي طشت تبخير ارائه شده بود مقايسه گرديد و ملاحظه گرديد كه مدل ارائه شده بهتر از ساير روشها براي پيش بيني kp جوابگو ميباشد(71 ). اشنايدر و همكاران در بوشلند آمريكا چهار روش پنمن ـ مانتيس، پنمن كيمبرلي، پنمن1963 و‌هارگريوزرا با داده‌هاي روزانه لايسيمتر مقايسه و نتيجه گرفتند كه معادله پنمن 1963 سازگاري بهتري با تبخير ـ تعرق اندازه گيري شده از لايسيمتر دارد. معادله‌هارگريوز و پنمن-مانتيس تبخير ـ تعرق را كمتر برآورد مي‌كنند اما با تبخير ـ تعر ق اندازه‌گيري شده سازگاري خوبي دارد و معادله پنمن-كيمبرلي تبخير ـ تعرق را كمي بيشتر برآورد مي‌كند(77). همچنين آنها تبخير ـ تعرق برآوردي بوسيله روش پنمن-مانتيس، پنمن كيمبرلي و پنمن1963 را داده‌هاي حاصل از لايسيمتر براي دوم ژوئيه سال1995 مقايسه و نتيجه گرفتند كه  تبخير ـ تعرق برآورد شده با معادله پنمن 1963  با مقادير اندازه گيري شده مطابقت خوبي دارد و بطور متوسط فقط 9/1صد كمتر برآورد مي‌كند. معادله پنمن-كيمبرلي تبخير ـ تعرقساعتي را حداكثر 12 درصد كمتر برآورد مي‌كند و معادله پنمن-مانتيس تبخير ـ تعرق تجمعي براي يك روز را21 درصد كمتر برآورد مي‌كند(71). سيلوا و همكاران  با استفاده از لايسيمتر‌هاي وزني ، زهكش دار و سطح آب ثابت تبخير _تعرق پتانسيل گياه مرجع ( چمن) را اندازه گيري و با نتايج روش پنمن_ مانتيس و تشتك تبخير نوع كلاس A ، همچنين نتاج لايسيمتر‌ها را با همديگر مورد مقايسه قرار دادند. در اين مطالعه مقدار كل تبخير تعرق پتانسيل گياه مرجع اندازه گيري شده از لايسيمتر‌هاي زهكش دار و سطح آب ثابت نسبت به لايسيمتر وزني بترتيب 18%و 11% بيشتر برآورد شده است. در صورتي كه اين مقدار از تشتك تبخير 36% نسبت به لايسيمتر‌هاي وزني كمتر برآورد شده است. در اين مطالعه نتايج حاصله نشان داده است كه همبستگي بين نتايج روش پنمن_ مانتيس با لايسيمتر‌ها خوب ولي همبستگي بين نتايج تشتك تبخير و لايسيمتر وزني خوب نبوده است. همچنين نتيجه گيري شده است كه لايسيمتر‌هاي زهكش دار و سطح آب ثابت براي اندازه گيري تبخير ـ تعرق پتانسيل روزانه مناسب نيستند( 78 ).در مورد ضريب گياهي تايگي در مطالعه خود و با استفاه از لايسيمتر‌هاي وزني گزارش داد مقدار KC براي گل آفتابگردان به ميزان 2/74 ـ 6/11 بيشتر از آن مقداري بود كه فائو پيشنهاد داده بود (83 ).همچنين كوشوپ و پاندا در سال 2001 با استفاده از لايسيمترهاي وزني مقدار KC سيب زميني را بيشتر از آنچه كه فائو پيشنهاد داده بود بدست آوردند (63 ). آزمايشگاه صنايع غذايي هند در تحت شرايط آب و هوائي مرطوب تبخير تعرق گياه مرجع را با استفاده از لايسيمتر وزني محاسبه و با 10 روش اندازه گيري تبخير تعرق مقايسه كه فرمول پنمن مانتيس كه اصلاح شده پنمن _كيمبرلي ، فائو_ پنمن ، تورك ـ رديشن و فائو بلاني كريدل مي‌باشد بهترين نتايج را داد( 40 ). استانهيل (2002 ) در مقاله اي به بررسي اين مسئله كه آيا  تشت تبخير كلاس A هنوز هم به عنوان عملي ترين و يكي ا ز دقيق ترين روشهاي تعيين نياز آبي گياهان است پرداخته است. از نظر وي دو گروه عمده براي اندازه گيري و تخمين تبخير وجود دارد. يكي استفاده از تبخير سنجها و ديگري تخمين با استفاده از معادلات تجربي (79 ). العمران و همكاران در سال 2004 ميلادي، با استفاده از لايسيمتر‌هاي زهكش دار، تبخير_ تعرق گوجه فرنگي و كدو را محاسبه و با پنج روش منطبق بر شرايط آب و هوائي فائو_ پنمن ، بلاني كريدل ، جنسن _ هيز ، تشتك تبخير و تورنت وايت مقايسه و با انجام آزمايشات صورت گرفته روش پنمن براي كدو وروش تشت تبخير براي گوجه فرنگي بهترين تخمين زده بود (38 ). براي ارزيابي معادله‌هاي فراواني كه در نقاط مختلف دنيا ارائه شده است و تعيين درجه دقت در شرايط آب و هوايي متفاوت كه تعداد آنها بالغ بر 20 معادله مي‌باشد كميته آبياري و نياز آبي انجمن مهندسين عمران آمريكا كميته اي را تعيين و عملكرد اين روش را با استفاده از داده‌هاي لايسيمتري موجود در 11 نقطه اقليمي دنيا مورد سنجش قرار داد كه نتايج آن در جدول 2ـ1 ارائه شده است.(72)