(word) فایل ورد بررسی بهسازی و زهکشی خاک

nx

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

nx دارای 60 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد nx کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.

بخشی از فهرست مطالب پروژه nx

مقدمه

اثرات جهاني بهسازي خاک در توسعه کشاورزي و محيط زيست

امنيت غذايي، کشاورزي پايدار و محيط زيست

عوامل تخريب خاک زراعي و اثرات ان بر روي محيط زيست

راه حل هاي جهاني بهسازي خاک

کليات زهکشي

اهداف زهکشي

نياز ابي گياهان

رشد گياهان در شرايط ماندابي

تاثير ابياري و زهکشي بر روي خواص شيميايي خاک

اهميت تحولات معدني در ضمن زهکشي خاک

قابليت زهکشي و طبقه‌بندي اراضي

طبقه‌بندي اراضي بر اساس مطالعات Fly

مطالعات زهکشي

نيروهاي مؤثر در حرکت اب در خاک

نيروهاي ماتريک Matric Forces

نيروي اسمزي Oswotic Forces

نيروي ثقل Gravitional

پتانسيل ايستابي Hydrostatic Potential

پتانسيل اسمزي Osmotic Potential

جريان اب در خاک اشباع و قانون دارسي Darcy

الف ـ تئوري

تعيين ضريب ابگذري (روش دانه‌سنجي)

ب ـ در ازمايشگاه

ج ـ در صحرا

روش چاهک Auger Hole Method

تعيين ضريب ابگذري به روش چاهک

روش استوانه‌هاي مضاعف

فرمولهاي زهکشي

زهکشي در مناطقي که ابياري مي‌شوند

مقايسة بين نفوذ عميق و اب لازم براي ابشوئي

عمق زهکشها

ظرفيت زهکشها

اقسام زهکشها

زهکشي سطحي Surface Drainage

زهکشهاي زيرزميني يا عميق Subsurface Drainage

انهار زهکشي Drainage Ditches

زهکشي توسط MOLE (زهکشي لانه موشي)

زهکشي با لوله‌هاي سفالي، سيماني و پلاستيکي (تمبوشه)

فيلتر و مواد پوششي

انواع لاية پوششي يا فيلتر عبارتند از

انواع تمبوشه‌ها

زهکشي با تمبوشه‌ يا لوله‌هاي مختلف‌القطر

شبکه‌بندي زهکشي

پيش‌بيني ضرورت زهکشي و زمان ان

اداره و نگهداري تاسيسات زهکشي

زهکشي و اصلاح اراضي شور

خاکهاي شور Saline Soils

خاکهاي قليايي Nonsaline Alkali Soils

مقدمه:
تولید فراوان خوار‌وبار و فرآورده‌های كشاورزی در بخشهایی از كره زمین و نیاز نومیدانه به آن در بخشهای دیگر، اوضاع سیاسی، اقتصادی و اجتماعی ویژه‌ای پدید آورده است. به طوری كه نه تنها سرنوشت سیاسی ـ اقتصادی كشورهای نیازمند به وسیله كشورهای صنعتی رقم می‌خورد، بلكه زندگی روزمره مردم سرزمینهای وابسته نیز به تصمیماتی بستگی یافته كه در كشورهای سلطه‌گر گرفته می‌شود.
تقسیم جهان به اكثریت نیازمندان و گرسنگان مصرف كننده و اقلیت تولید كننده مواد غذایی، گسترده شدن هر روزه فاصله ناپیمودنی تولید و انباشت انبوه فرآورده‌های كشاورزی از سویی و فقر پایدار از سوئی دیگر، به فاجعه‌ای آن چنان دردناك انجامیده، كه بحران ناشی از آن، بازتابهای عمیقی را در در سراسر جهان به وجود آورده و پیامدهای نگران كننده‌ای به بار خواهد آورد.
))شورای جهانی تغذیه وابسته به سازمان ملل(( در گزارشهای سال 1974 و 1981 اعلام می‌كند كه 65 كشور جهان سوم تا پایان قرن بیستم از تغذیه مردم خود كاملاً ناتوان خواهند شد، همین گزارش می‌افزاید: «هم اكنون در جهان، 200 میلیون كودك كمتر از 5 سال، از سوء تغذیه و گرسنگی رنج می‌برند.
طبق ارقام هراس آوری كه در »كنفرانس روز جهانی تغذیه» (اكتبر 1981) اعلام شد، در هر 2 ثانیه یك كودك بر اثر گرسنگی تلف می‌شود و تنها در امریكای لاتین سالانه یك میلیون كودك جان خویش را به دلیل گرسنگی از دست می‌دهند.بدین سان در حالی كه جهان پیشرفته با مسایل مازاد تولید خویش روبرو است، بی‌غذایی و بدغذایی در كشورهای جهان سوم، به شكار مرگبار انسانها ادامه می‌دهد. در جهانی كه اجساد باد كرده كودكان آسیایی و آفریقایی كه از گرسنگی، به مرگی دردناك مرده‌اند حتی در شهرهای بزرگ كشورهای عقب افتاده، منظره‌ای عادی و معمولی است، در جهانی كه بی‌غذایی و سوء تغذیه داغ خویش را بر چهره ملل كشورهای جهان سوم نقش كرده است و انواع بیماریهای ناشی از سوء تغذیه و كمبود مواد غذایی، همراهان جدایی ناپذیر انسان گرسنه شده‌اند، ایالات متحده امریكا با مشكل تولید اضافی غلات روبرو است.
پژوهشهای علمی نشان می‌دهد، كه از سال 1931 تا كنون مقدار غذای سرانه نه تنها افزایش نیافته، بلكه طی دهه گذشته كاهش هم یافته است.
تا دو قرن پیش و قبل از بهره‌گیری از نتایج انقلاب صنعتی دوم در كشاورزی، بسیاری از كشورهای آسیایی و آفریقایی، خود، تولید كنندگان اصلی و صادر كنندگان محصولات كشاورزی اعم از غذایی و صنعتی بوده‌اند. از قرن 15 تا اواخر قرن نوزدهم میلادی سیاست استعماری كشورهای اروپای غربی بر این بود كه كشورهای زیر سلطه آسیایی و آفریقایی و آمریكای لاتین، به امر كشاورزی تك پایه‌ای اشتغال داشته و اروپای غربی به تولید صنعتی بپردازد. این تقسیم كار جهانی، كشورهای زیر سلطه را به تولید كنندگان محصولات كشاورزی تبدیل كرد، به این ترتیب، كشورهای زیر سلطه نه تنها مواد غذایی مورد نیاز دنیای صنعتی آن روزگار را تأمین می‌كردند، بلكه تولید كننده مواد اولیه كارخانه‌های تولیدی اروپای غربی نیز بوده‌اند.
اگر هدف خودکفایی کشاورزی باشد ، تأمین آن جز از طریق افزایش سطح زیر کشت ویا افزایش عملکرد و یا هر دو ، امکان پذیر نیست و جهت دست یابی به این آرمان ،اجرای شبکه های زهکشی در صورتی که سایر عوامل تولید در موقعیت بهینه و مطلوبی
باشند ، به این هدف کمک می کند ولی در صورتی که زهکشی را بدون توجه به سایر عوامل تولید مورد توجه قرار داده و چنان پنداریم که کمبودها و نواقص و معایب سایر عوامل نیز با گذاردن چند تمبوشه درخاک بر کنار می شود ،اشتباه بزرگی را مرتکب شده ایم .
بنابراین طرح زهکشی هنگامی موفق خواهد شد که بخشی از یک طرح توسعه کشاورزی ویا توسعه اقتصادی باشد .
اثرات جهانی بهسازی خاک در توسعه کشاورزی و محیط زیست
با آغاز قرن بیستم، به ویژه پس از جنگ جهانی دوم، كشورهای صنعتی دنیا با بكارگیری دست‌آوردهای علمی و فنی به انقلاب بزرگ در زمینه روشهای كشت و بهره‌برداری از زمین دست زدند، تحول و تكامل بزرگ تكنولوژیك در زمینه ساخت ماشین‌آلات كشاورزی، گسترش و توسعه روشهای علمی مبارزه با آفتهای نباتی، تولید و مصرف انواع كودهای شیمیایی و به طور كلی دگرگونی و تحول بنیادین در تولید كشاورزی، بهره‌وری كار و زمین را به آنچنان سطحی ارتقاء داد كه شاید بزرگترین پیشرفت بشر در تاریخ اقتصادی باشد . اما كشورهای زیر سلطه كه از نظر علمی و صنعتی عقب افتاده بودند، به تدریج از تولیدكنندگان فرآورده‌های كشاورزی، به مصرف كنندگان آن تبدیل شدند، بدین سان اروپای شرقی، امریكای لاتین و برخی از كشورهای آسیایی از جمله ایران، كه پیش از جنگ جهانی دوم صادركنندگان مواد غذایی بودند، به وارد كنندگان و خریداران این محصولات تبدیل شدند.
پژوهشهای كنفرانس «بررسی غذا» در اكتبر 1981 نمایانگر آن است، كه در طی دهه گذشته ذخایر مواد غذایی موجود برای مصرف در مواقع ضروری، به میزان بیش از دو سوم كاهش یافته است. ذخایر خواروبار كه در گذشته معادل 80 روز آذوقه بوده، اینك به 30 روز رسیده است. تجزیه و تحلیل وضع كلی خواروبار در سطح جهانی نشان می‌دهد كه اگر گرایش كنونی همچنان ادامه یابد میزان خواروبار و فرآورده‌های كشاورزی به شدت كاهش یافته و فقر و گرسنگی را در پی خواهد داشت .
با افزایش مداوم جمعیت و بهبود نسبی سطح زندگی در پاره‌ای از نقاط جهان، نیاز به مواد غذایی روز بروز و با سرعتی شگرف افزایش می‌یابد. از آنجا كه زمینهای قابل كشت كره زمین محدود است و گسترش آن متناسب با افزایش جمعیت و بالا رفتن میزان مصرف مواد غذایی، امكان‌پذیر نیست، ضرورت بهره‌برداری بیشتر از اراضی موجود برای ادامه نسل بشر بیش از پیش احساس می‌شود و باعث توجه روزافزون جهانی به تولید هرچه بیشتر فرآورده‌های غذایی به منظور رفع گرسنگی و تامین نیازمندیهای غذایی جامعه بزرگ مصرف‌كننده ، جهاد عظیمی را در سراسر عالم، در زمینه‌های دایر كردن زمینهای بایر و افزایش سطح كشت و بالا بردن میزان بهره‌دهی واحدهای كشاورزی ، سنن توسعه مكانیزاسیون كشاورزی،‌ حاصلخیزی خاك، اصلاح بذر، تهیه بذرهای مقاوم، تحول سیستم آبیاری، مبارزه با آفات و بیماریهای گیاهی، مبارزه با علفهای هرز، زهكشی و بهسازی خاك و غیره كه همه شاخه‌هایی از كشاورزی هستند برانگیخته است.
خورشید پدر حیات است و زمین مادر آن. خاك پستان زمین است و آب خون آن. محصولات كشاورزی شیر زمین هستند. زمینیان شیر خاك می‌خورند و در زمین می‌زیند . این حقیقت هستی ماست.
انرژی خورشید منشاء حیات در زمین است. استمرار تابش آن لازمه بقاء حیات است. گیاهان عامل جذب، تبدیل، ذخیره و انتقال این انرژی به حیوانات هستند. انسان به عنوان جزئی از عالم حیوانی، علاوه بر بهره‌گیری مستقیم از خورشید، از هر دو منبع گیاهی و جانوری نیز بهره‌برداری می‌كند. خاك بستر رشد گیاه است ، بی ‌خورشید حیات وجود ندارد و بی‌خاك، زندگی متصور نیست. خورشید را نمی‌توان كاری كرد، ولی نابودی خاك، نابودی محیط زیست انسان است.
تخریب محیط طبیعی زیست انسان كه خاك عمده‌ترین قسمت آن است و عدم توجه به تخریب و كاهش حاصلخیزی خاك كه عامل اساسی كشاورزی و تغذیه و تأمین امكان زیست انسان است، به دوراز آینده‌نگری است. سالیانه میلیونها تن خاك‌ را آب و باد با خود برده و به كویرها، دریاها و اقیانوسها می‌سپاردو به این ترتیب میلیونها هكتار از اراضی كره زمین حاصلخیزی خود را از دست می‌دهد.
زمینهای بسیاری به شوره‌ زار تبدیل گشته و یا باتلاقی می‌شوند. مصرف بی‌رویه و غیر بررسی شده آبهای آبیاری، كودهای شیمیایی و سموم دفع آفات نباتی و بیماریهای گیاهی، خاكهای بسیاری را آلوده ساخته و از قدرت حاصلخیزی آنها می‌كاهد. تكثیر عوامل بیماری‌زا در اثر كشتهای متوالی و بی‌تناوب و عدم رعایت اصول به زراعی و بهداشتی خاكهای بسیاری را عملاً غیرحاصلخیز می‌نماید.
خاك، محصول مشترك عملكرد عوامل مختلف طبیعی در طی اعصار و قرون متمادی و حاصل كاركرد دراز مدت و توأمان این عوامل است. خروج خاك از چرخه بهره‌برداری و انتفاع انسان، زیانی است كه به سهولت و در كوتاه مدت قابل جبران نیست و بیشتر در اختیار طبیعت است. ولی حفاظت از خاك و افزایش ظرفیت باروری آن در توان انسان امروز بوده و سرنوشت انسان با سرنوشت خاك پیوندی عمیق و همه جانبه دارد. اندیشیدن به خاك اندیشیدن به سرنوشت انسان وسلامت خاك، سلامت انسان است.
به طور كلی، در این مقطع زمانی كه در سطح جهان ، موضوع توسعه پایدار به میان آمده و در درون كشور نیز كوشش دولتمردان در راستای تأمین خودكفایی كشاورزی است اهمیت آبیاری و زهکشی به روشنی مشخص می شود .
هدف خودکفایی کشاورزی نیز جز از طریق افزایش سطح زیر كشت و یا افزایش عملكرد و یا هر دو، امكان‌پذیر نبوده و جهت دستیابی به این آرمان، اجرای شبكه‌های زهكشی در صورتی كه سایر عوامل تولید در موقعیت بهینه و مطلوبی باشند، به این هدف كمك می‌كند.
امنیت غذایی، کشاورزی پایدار و محیط زیست
چارچوب کلی ارزیابی آینده کشاورزی ،توسط دو موضوع مهم در کشاورزی و غذا به شرح زیر تعین می شود :
الف) پیشرفت در جهت از بین بردن تغذیه نا کافی و ایجاد امنیت غذایی ، مشکل بخش مهمی از جمعیت کشورهای در حال توسعه است .
ب ) حمایت از توان تولید و کارکردهای زیست محیطی گسترده تر منابع کشاورزی برای نسل های آینده ، که در واقع اساس پایداری کشاورزی و محیط زیست را تشکیل داده و ضمن حمایت از پایداری، در بر طرف کردن نیازهای غذایی و غیره نیز نقش دارد .

عوامل تخریب خاک زراعی و اثرات آن بر روی محیط زیست

1- فرسایش آبی و بادی خاک زراعی ، باعث نابودی بیش از یک میلیارد هکتار از کل اراضی شده و بقیه آن به واسطه تخریب شیمیایی و فیزیکی خاک می باشد . همچنین فرایندهای ناشی از دخالت بشر و تغییرات ناشی از عوامل طبیعی (نظیر حرکات عمودی و افقی پوسته زمین) نیز باعث نابودی خاک گشته ودر آینده هم این نابودی ادامه خواهد یافت، اما ارتباط بین فرسایش خاک و کاهش بهروری پیچیده است و قبل از اینکه بتوان درباره اثرات فرسایش خاک درعملکرد محصول در واحد سطح به نتایج قطعی دست یافت ،تلاش زیادی باید صورت گیرد.
2- کاهش مواد معدنی خاک نیز از مشکلات جدی به شمار رفته، به ویژه در مناطق نیمه صحرایی آفریقا که عرضه کودحیوانیدرآنهاکم بوده ومصرف کودهای شیمیایی چندان مقرون به صرفه نیست. این مسئله با شدتی کمتر ، در 20 سال آینده نیز وجود خواهد داشت
3- نابودی ناشی از شورشدن اراضی در وهله اول مشکل مناطق آبی است اما در مناطق خشک و گرم نیز وجود دارد . تخمین میزان نابودی اراضی آبی ناشی از این عامل بسیار متفاوت است ( 2/0 میلیون هکتار تا 5/1 میلیون هکتار در سال در سطح جهان) در حالی که 15-10 درصد از اراضی آبی تا حدودی به واسطه شوری و ماندابی شدن از رده خارج می شوند .
4-بیابان زایی به معنای وسیع کلمه نابودی اراضی در مناطق خشک است که درحدود 30 درصد از سطح اراضی دنیا را تحت تاثیر قرار می دهد که این مساله ناشی از توسعه بیشتر فعالیتهای کشاورزی در خاکهای ضعیف دیمزارها است .
5-آلودگی آب کشاورزی به دلیل افزایش غلظت نمک در مناطق آبی و آلودگی ناشی از مصرف کودهای شیمیایی و آفت کشها و همچین پساب واحدهای متمرکز دامداری و پرورش ماهی به احتمال زیاد افزایش خواهد یافت ، زیرا انجام اصلاحات مناسب به زمان طولانی نیاز دارد.
6- بهره برداریفشرده ازاراضی ، کوتاه شدن دوران آیش و کشت چندمحصولیدرفصل رشد و نیز افزایش رشد بخش سبزیجات، بیش از سطح میانگین به افزایش مصرف آفت کشها حتی از نوع ملایم در کشورهای در حال توسعه منجر می شود.
توسعه و تشدید فعالیتهای کشاورزی ، همچنین موجب افزایش فشار وارد بر محیط زیست جهانی خواهد شد. جنگل زدایی بر روی نقش دوگانه جنگل ، به عنوان زیستگاهی برای انواع موجودات زنده و به عنوان منبع اصلی تولید کربن، تاثیر منفی بر جای گذاشته و همچنین تنوع موجودات زنده در اراضی جنگلی، با خشک کردن اراضی مرطوب برای تبدیل آنها به زمینهای کشاورزی صدمه خواهد دید، علاوه بر اینکه باید درنظر داشت ، کشاورزی به رشد گازهای گلخانه ای در اتمسفر خاک نیز کمک خواهد کرد .

راه حل های جهانی بهسازی خاک
در تلاش به منظور کاهش نابودی آب و خاک واستفاده وسیعتر از روشهای حفاظت خاک، حتی با سرمایه ای کم نیز می توان به افزایش یا تثبیت عملکرد در واحد سطح، کمک کرد . مناطق خشک در نواحی نیمه صحرایی آفریقا و آسیا می توانند مانند اراضی شیب دار در مناطق مرطوب گرمسیری ،از این روشها استفاده کنند. به همین ترتیب برای حل مشکل شوری نیز می توان از زهکشی و پوشش کانالها همراه با استفاده از روش جامع در مدیریت آب مانند استفاده توام از آبهای سطحی و زیر زمینی و استفاده موازی از منابع آبی چاه و کانال بهره مند شد. به طور کلی کارآیی مصرف آب برای مقابله با کمبود فزاینده آن مستلزم تغییرات اساسی در تفکر روی روشهای قیمت گذاری آب و تغییرات مورد نیاز در امور نهادی می باشد .
استفاده وسیعتر از روشهای تغذیه گیاه مانند ipn وتوسعه آن ، بهبود درمدیریت استفاده از نهادها ، روش تکنولوژیکی عمده ای را برای افزایش تولید این عناصر ضمن حداقل نمودن اثرات منفی آن بر محیط زیست فراهم می کند . به همین ترتیب ، مدیریت تلفیقی آفات باید در زمینه ی حفظ نبات باشد و اولویت را به محصولاتی بدهد که حجم زیادی ازمصرف آفت کشها را به خود اختصاص می دهند مانند پنبه ،ذرت ، سویا ،میوه وسبزیجات .

پیشرفت در جهت بکارگیری تکنولوژی های مناسب کشاورزی پایدار تا حد زیادی
به افزایش تحقیقات کشاورزی بستگی داشته که بر امور زیر تاکید می نماید :
الف) بهبود مدیریت سیستم های بیولوژیکی بر اساس درک بهتراز بازیافت آنها
(FEEDBACK) وفرآیندهای متعادل کننده می باشد .
ب) بهبود مدیریت اطلاعات که که نیازمند اطلاعات صحیح در زمینه منابع طبیعی، نحوه کاربری اراضی و نظام های زراعی و همچنین افزایش توان مراقبت زیست محیطی می باشد.
ج‌) بهبود مدیریت سیستم مزرعه – خانوار به منظور تلفیق بهتر فعالیتها درمجموعه درونی و بیرونی خانوار.
در عمل ، تلاشهای تحقیقاتی باید در جهت افزایش پایدار بهره وری از مناطقی با توان بالا و توجه به زمینهایی باحاصلخیزی کم و حاشیه ای باشد که در آنها بایستی نابودی اراضی کاهش یافته و تولید محصول افزایش و یا تثبیت گردد. این راهیافتها باید به وسیله دو روش مکمل یعنی احیاء و بهبود اکولوژی و استفاده از برآیند تصاعدی تلفیق دانش فنی بومی و علوم مدرن کامل شود . برای تقویت مالی و نهادی سیستم های ملی ، باید از این چهار اقدام در تحقیقات کشاورزی در سطح بین المللی حمایت شود .
اکثر کشورهای توسه یافته ،اقداماتی در راه تخفیف و یا غلبه بر تهدیدهای جدی تر محیط زیست انجام داده اند . به عنوان مثال ، تولید در مناطق حاشیه ای را متوقف ساخته و استفاده از کودهای شیمیایی و آفت کشهای رسوبی را در محل انشعاب آبها که باعث آلودگی آبهای زیرزمینی می شود تحریم نمودند .
اقدامات گسترده برای حمایت از محیط زیست در برابر فشارهای کشاورزی تا حدود زیادی به مسئله انتخاب اجتماعی بستگی دارد زیرا آنها توانایی های اقتصادی و فنی لازم را برای ارائه اقدامات کنترلی بیشتر و یا تکنولوژیهایی که برای محیط ، کم خطر تر و پایدارتر باشند را دارند. ضمنا" تحمل عواقب اقتصادی – اجتماعی چنین فعالیتهایی ، مثل"هزینه بیشتر مواد غذایی و افزایش واردات و کاهش صادرات مواد غذایی ، برای آنها نسبت به کشورهای در حال توسعه آسانتر است . اگر تکنولوژیهایی که نسبت به محیط بی خطرند ، مورد قبول عموم واقع شده و بیشتر توسعه یابد ، احتمال می رود که قطع رابطه بین محیط زیست و توسعه ( که منظور از توسعه ، تعاریف واقدامات مرسوم مثل درآمد سرانه و غیره
می باشد ) کاهش می یابد .
كلیات زهكشی:
زهكشی در مناطقی چون ایران كه تولید محصولات زراعی و باغی به آبیاری بستگی دارد، عبارت از خارج نمودن آب و املاح اضافی از خاك است . كلیه زمینهایی كه آبیاری می‌شود به یك سیستم زهكشی نیازمند است و این زهكشی می‌تواند طبیعی و یا به علت نوع خاك و سایر عوامل زمین‌شناسی مصنوعاً تعبیه شود. در بعضی از موارد زهكشی مصنوعی كه ساخته و پرداخته انسان است مكمل زهكشی طبیعی می‌گردد. به هر حال در طرح آبیاری بایستی لزوم احداث شبكه‌های زهكشی در نظر گرفته شود تا امكان بهره‌برداری دائم از منابع آب و خاك منطقه فراهم شود.
اهداف زهکشی :
1ـ ایجاد شرایط مناسب (ساختمان خاك، درجه حرارت و ازت) برای كشت گیاهان زراعی.
2ـ امكان اجرای عملیات كشت و كار به ویژه هنگام، كاشت و برداشت محصول.
اگر سطح ایستابی بالا باشد، ساختمان سطح‌الارض رو به تباهی می‌رود. از طرفی خاكهای مرطوب سردتر بوده زمان بذرافشانی به تعویق می‌افتد. ضمناً فعالیت میكروارگانیسمها، كاهش سریع و محسوس می‌یابد و كودهای ازته نیز بایستی به مقدار بیشتری مصرف می‌شود.
برای آن كه زهكشی رضایت بخش باشد، زهكشی سطح خاك بایستی به نحو مطلوبی صورت گیرد، بدین معنی كه با تسطیح اراضی امكان و فرصت جمع شدن آب باران یا آبیاری در نقاط مختلف داده نشود. دیگر این كه رابطه بین عمق سطح ایستابی، نوع خاك و شدت تبخیر و تعرق مشخص شود تا پیش‌بینی‌های لازم بر اساس اصول منطقی و علمی استوار گردد. به طور كلی هر چه بافتی خاك سنگین‌تر ، شدت تبخیر و تعرق بیشتر شده وتأثیر آب زیرزمینی كمتر خواهد بود.
نیاز اّبی گیاهان :
1ـ گروه Hydroophytes یا گیاهان آبزی كه در مردابها دیده شده و ساختمان درونی آنها به نحویست كه تهویه ریشه‌ها امكان‌پذیر است.
2ـ گروه خشك‌زی Xerophytes یا گیاهان مناطق نسبتاً خشك كه در اثر سازگاری با محیط می‌تواند خشكیهای موسمی را تحمل كند و ریشه آنها عمیق است در حالی كه ریشه گیاهان آبزی سطحی بوده و در آنها ریشه‌های موئین تشكیل نمی‌شود.
3ـ گروه Mesophytes یا گیاهان حد واسط بین دو گروه فوق. این نباتات از قدرت تحمل خشكی را دارد و نه می‌تواند آبزی باشد.
گیاهان دیگری در مناطق خشك وجود دارد كه به گیاهان موقتی Ephemerals موسوم بوده و قادر است كه چرخه حیات خود را فقط در دوره كوتاه فصل بارانی به انجام رساند. این گیاهان قبل از خشك شدن خاك به بذر می‌نشیند و با وجود این كه می‌تواند خشكی جو را تحمل نماید قادر به مقاومت در برابر خشكی خاك نیست.

رشد گیاهان در شرایط ماندابی:
اولین اثر آب اضافی در خاك جایگزینی آن با اكسیژن موجود در خلل و فرج خاك است و چون برای رشد گیاهان وجود مقداری اكسیژن ضروری است لذا گیاهان از كمبود اكسیژن صدمه می‌بینند. از طرفی در یك محیط مرطوب پخشیدگی و انتقال گازها به آرامی صورت گرفته و در نتیجه علاوه بر كمبود اكسیژن، افزایش گاز كربنیك نیز مشاهده می‌شود و این دوعامل تأثیری مستقیم در فیزیولوژی ریشه‌ها ، تنفس و جذب آب و یونها دارد . تأثیر مستقیم كمبود اكسیژن موجب شروع واكنشهای احیاءكننده در خاك به ویژه مواد آلی گردیده و در نتیجه تركیبات سمی نیز ایجاد می‌شود.
در شرایط ماندابی، پتاسیم بیش از هر عنصر دیگر تحت تأثیر قرار گرفته و از قابلیت جذب آن، كاسته می‌شود. به طور كلی كاهش جذب عناصر غذایی به ترتیب K > N > P205 > Ca > Mg بوده که در جوانه‌ها بیشتر از ریشه احساس می شود و این خود دلیلی بر عدم انتقال املاح می‌باشد. جذب آب نیز با كاهش اكسیژن و افزایش گازكربنیك تقلیل می‌یابد و انعكاس آن در تعرق نبات دیده می شود . گیاهانی كه یك مدت طولانی در شرایط ماندابی بسرمی برند نسبت به چنین محیطی سازگاری پیدا نموده ریشه آنها كوتاهتر و ضخیمتر می‌گردد. برنج مثال خوبی برای این گروه از نباتات است كه كاملاً در یك محیط بی‌هوازی رشد می‌كند.
با كاهش اكسیژن در خاك، میكروارگانیسمهای هوازی به تدریج از بین رفته موجودات ذره‌بینی غیرهوازی به فعالیت می‌پردازند. چون تجزیه و فساد مواد آلی خاك در شرایط بی‌‌هوازی كاهش می‌یابد لذا آزاد شدن ازت معدنی نیز در چنین شرایطی ناچیز خواهد بود. نیترات موجود در خاك ممكن ااست به یكی از انواع No2 ، N2o ، NH3 و یا N2 احیاء و به سهولت از خاك خارج شود. تناوب اكسیداسیون و احیاء در خاك كه ناشی از درجه اشباع خاك از آب است موجب اسیدی شدن شدید خاك می‌گردد زیرا اسید سولفوریك حاصله می‌تواند pH خاك را تا 2 و 3 پائین آورد. در شرایط ماندابی، احیاء آهن، منگنز و گوگرد تركیبات سمی را برای گیاه ایجاد می‌كند كه به هرحال با صدمات ناشی از كمبود اكسیژن دست به دست هم داده محیط نامساعدی را برای فعالیت ریشه‌ها فراهم می‌سازد.
درجه حرارت نیز از عواملی است كه تأثیرات سوء شرایط ماندابی را تشدید می‌كند. علت امر نیز از بدیهیات است، زیرا شدت بسیاری از فرآیندهای فیزیولوژیكی و حیاتی به درجه حرارت محیط بستگی دارد.
اگر سطح ایستابی در نیم‌ متری قرار داشته باشد در این صورت محصول گیاهان مقاوم تا 80 درصد، نیمه مقاوم تا 60 درصد و حساس تا كمتر از 60 درصد نسبت به شرایط متعارف و مطلوب تنزل خواهد كرد. بدیهی است كه اگر زهكشی و یا بهبود آن در منطقه‌ای میسر نباشد بایستی نباتی را انتخاب كنیم تا نسبت به شرایط ماندابی موجود سازگاری داشته و مقاوم باشد. از طرفی استفاده از كودهای ازته بالاخص كودهای نیتراته توصیه می‌شود. نكته دیگر این كه چون سطح ایستابی بالاست لذا صعود شعریه‌ای می‌تواند در رفع نیازمندی به آب زراعت مورد نظر كمك كند و لذا می‌توان از مقدار آب آبیاری و یا تناوب آن كاست و بالاخره چون مرحله جوانه زدن بیش از سایر مراحل رشد گیاهی به كمبود اكسیژن حساس است، بایستی برنامه فعالیتهای زراعی، به ویژه كاشت، طوری تنظیم شود كه تخمها از این جهت صدمه نبیند.
در اثر كمبود اكسیژن، تنفس ریشه‌ها و موجودات، محدود گشته و واكنشهای تخمیری صورت نمی‌گیرد. متابولیسم بی‌هوازی موجب تشكیل یك مولكول Co2 و یك مولكول اتانول و 54 كیلوكالری انرژی از هر مولكول گرم گلوكز می‌شود.در صورتی كه در شرایط هوازی یك مولكول گرم از گلوكز 686 كیلوكالری انرژی و 6 مولكول گازكربنیك ایجاد می‌كند. بنابراین در شرایط ماندابی به علت فعل و انفعالات تخمیری، انرژی قابل استفاده و مورد نیاز تنفس به مقدار كمتری تولید شده ودرنتیجه كلیه واكنشهای وابسته به انرژی نیز صدمه می‌بیند.
غرقاب كردن خاك قابلیت جذب عناصری چون Zn, Ni, Mo, Cu, Mn, S, Fe, Co V, Pb را افزایش می‌دهد ولی چون بین این عناصر اثرات متقابل وجود دارد لذا به طور قطع و یقین نمی‌توان گفت كه غرقاب کردن موقتی زمین ، مقدار محصول را افزایش و یا کاهش می‌دهد . مس محلول در اثر مواد آلی محلول در خاكهای ماندابی غیرقابل جذب گشته و همچنین افزایش مقدار آهن در خاك نیز از جذب منگنز میكاهد و بالعكس. شرایط ماندابی باعث افزایش منگنز در خاك و نباتات گشته و در نهایت سمیت این عنصر را فراهم می‌سازد.
تأثیر آبیاری و زهكشی بر روی خواص شیمیایی خاك:
تغییراتی كه در ضمن آبیاری در خاك پدیدار می‌شود تا حد قابل توجهی بستگی به وضع زهكشی زمین دارد. آبیاری اراضی پست موجب بالا آمدن سطح ایستابی شده و در صورت فقدان یك سیستم زهكشی مطلوب شرایط ماندابی و شوری در خاك ظاهر می‌شود . در نتیجه آبیاری، تركیب شیمیایی اولیه خاك در اثر آبشویی بعضی از املاح و یا اضافه شدن مواد جدید تغییر می‌كند. مثلاً آبیاری با آب رودخانه‌های بزرگ سبب اشباع خاك از كلسیم می‌گردد زیرا این آبها سرشار از كلسیم است. آبهای مستغنی از كربنات و سدیم خطراتی از نظر واكنش خاك در بردارد چه رسوب كربنات كلسیم سبب افزایش یون سدیم در خاك می‌گردد.
املاح مختلف چون با آب خاك در گردش است لذا تركیب آنها به علت قابلیت تحرك و انتقال یونهای مختلف به تدریج تغییر حاصل می‌كند. املاحی مانند كربناتهای كلسیم، منیزیم و سولفات كلسیم به علت افزایش غلظت ته‌نشین می‌شود ولی املاحی از قبیل كلرور سدیم، كلرور منیزیم، سولفات منیزیم كه به سهولت محلول است در اثر آبشویی انتقال یافته حتی نهشته‌هایی تشكیل می‌دهد.
در اثر آبیاری توزیع هوموس، كربناتها و گچ در نیمرخ خاك تغییر می‌كند. pH خاک نیز تحت تأثیر آبیاری و زهكشی بوده و افزایش آن نیز هماهنگ با آبشویی املاح محلول می باشد . اغلب خاكهای مناطق خشك ایران كه قرنها است آبیاری می‌شود دارای واكنشی است كه بین 7 و 2/8 نوسان کرده و مقدار HCo3 عصاره اشباع آن از 5% درصد تجاوز نمی‌كند. در اثر آبیاری و رقیق شدن محلول خاك pHخاك قلیایی‌ شده و همین امر موجب خرابی خواص فیزیكی خاك و پراکندگی ذرات آن می شود . بنابراین تعبیه سیستم زهكشی و تثبیت pH خاك در حدود -7/57 بطورکلی بهره‌برداری از این اراضی را تسهیل می‌كند.

اهمیت تحولات معدنی در ضمن زهكشی خاك:
در خاكهایی كه زهكشی آنها محدود نیست واكنشهایی صورت می‌گیرد كه بیشتر تغییر و تحول مواد معدنی را دربردارد. در اثر گل و لای به وجود آمده كه اكثراً از اكسیدهای آهن، آلومینیوم و منگنز و همچنین بقایای موجودات ذره‌بینی تشكیل می‌شود، به تدریج لزوم تعبیه سیستم زهكشی مجدد احساس می‌گردد. ایجاد محیط بی‌هوازی در خاك رشد گیاهان را محدود می‌سازد زیرا غلظت اسیدهای آلی و هیدروژن سولفوره به حد غیرقابل تحمل می‌رسد.
شرایط موجود در خاكهای ماندابی كاملاً با خاكهای زهكشی شده متفاوت است. خاكهای دارای زهکش، جریان دائمی و پیوسته از اكسیژن را داشته که به مصرف تنفس ریشه‌ها و میكروارگانیسمها می‌رسد. در صورتی كه در خاكهای ماندابی نفوذ و پخش اكسیژن مولكولی به سهولت امكان‌پذیر نبوده و گیاه از كمبود اكسیژن و یا زیادی گازكربنیك در عذاب است.
در محیطی عاری از اكسیژن مولكولی موجودات ذره‌بینی بی‌هوازی برای متابولیسم خود از یونهای نیترات، منگنز، آهن و سولفات می‌توانند استفاده كنند. بنابراین غرقاب كردن خاكها، یك سری واكنشهای اكسیداسیون و احیاء را به دنبال داشته كه مستقیماً و یا به طور غیر مستقیم در رشد گیاهان مؤثر است.
موجودات Heterotrophic در تنفس هوازی خود دارای واكنشهای اكسیداسیون و احیائی هستند كه در آن یك ماده آلی به عنوان منبع انرژی است ولی در موجودات Autotrophic منبع انرژی یك جسم معدنی می‌باشد. مثلاً اكسیداسیون گوگرد معدنی توسط گروهی از باكتریهای Thiobxcillus كه Autotrophic هستند به شكل زیر صورت می‌گیرد:
2S + 2H2o + 3O2 = 2H2So4
تنفس بی‌هوازی نیز شامل یك سری واكنشهای اكسیداسیون و احیاء است كه در آن مواد معدنی بالاخره اكسید می‌شود و این واكنشها به ویژه در مورد منگنز، آهن و گوگرد مورد توجه ماست زیرا در ایجاد گل و لای و گرفتگی تنبوشه‌های زهكشی اهمیت بسزا دارد. احیاء منگنز چهار ظرفیتی یك فرآیند حیاتی است كه توسط باكتریهای Hetrotropihic در خاك انجام می شود. در بسیاری از خاكهای ماندابی با زهكشی نامطلوب نیز آهن سه ظرفیتی به دو ظرفیتی احیاء شده و این واكنش نیز منشاء میكروبی دارد. در شرایط بی‌هوازی گروهی از باكتریهای Desulfavibrio كه Heterotrophic نیز هستند موجب احیاء سولفاتها می‌شوند.
به طور كلی با كاهش مقدار اكسیژن مولكولی در خاكهای ماندابی، نوع متابولیسم موجودات ذره‌بینی خاك تغییر کرده و كمیت و كیفیت آن بستگی به مرحله اكسیداسیون و احیاء سیستم آب و خاك دارد. اگر اكسیژن مولكولی موجود باشد ، تنفس هوازی و در صورت فقدان آن تخمیر متانی صورت خواهد گرفت. در فرآیندهای احیائی خاكهای ماندابی دو مرحله مشاهده می‌شود:
مرحله اول: میكروارگانیسمهای هوازی و بی‌هوازی اختیاری مواد آلی موجود در خاك را مورد حمله قرار داده و آنها را اكسیده می‌كنند. گازهای كربنیك و آمونیاك در اثر این واكنش به سرعت تولید می‌شود ولی نهشته‌ای از تركیبات آلی اكسید شده و یا تخمیر یافته به جای نمی‌ماند. بلافاصله پس از ماندابی شدن خاك ، پتانسیل اكسیداسیون و احیاء در اثر كاهش اكسیژن مولكولی شروع به تنزل می‌نماید. نیتراتها از بین رفته منگنز و آهن دو ظرفیتی به وجود می‌آید. در این مرحله پتانسیل اكسیداسیون و احیاء از 600 به 100 میلی‌ولت تقلیل می‌یابد.
مرحله دوم: ابتدا سولفاتها به سولفور احیاء شده و این واكنش در پتانسیل اكسیداسیون و احیاء 100 تا 150 میلی‌ولت صورت می‌گیرد. بدنبال احیاء سولفاتها انواع تركیبات حاصله از اكسیداسیون ناقص مواد آلی مانند اسیدهای آلی، هیدروژن مولكولی و متان در سیستم خاك ظاهر می‌شود. اسیدهای آلی به تدریج توسط موجودات زنده خاك به مصرف می‌رسد ولی مقدار سولفورومتان با كاهش پتانسیل اكسیداسیون و احیاء تا 200 میلی‌ولت افزایش حاصل می‌كند. میكروارگانیسمهای این مرحله همگی بی‌هوازی اجباری می باشند .
قابلیت زهكشی و طبقه‌بندی اراضی:
كمیت و كیفیت زهكشی یكی از عواملی است كه در طبقه‌بندی اراضی مورد استفاده قرار گرفته و این عامل تنها با ذكر صفاتی چون خوب و بد در ارزیابی خاكها خلاصه شده و مسأله به طور كمی و مستدل مورد مطالعه قرار نمی‌گیرد.
قابلیت زهكشی اراضی را بایستی با معیارهایی مشخص نمائیم كه بتوان محاسبات لازم را بر روی آنها انجام داد. فعلاً دو شاخص اهمیت بیشتری دارد: یكی ضریب آبگذری (نفوذپذیری) خاك در زیر سطح ایستابی و دیگری عمق لایه غیر قابل نفوذ.

مطالعات زهكشی:
در مناطق خشك و نیمه خشك كه برای تأمین آب مورد نیاز گیاهان به آبیاری نیازمندیم، تأكید عمده بر روی آبیاری و در وهله دوم بر روی مسائل زهكشی است. بدین جهت زهكشی به تنهایی موجب یك طرح مهندسی خاص نبوده و جزئی از یك طرح جامع برای تأمین و كنترل آب در محدوده معینی محسوب می‌شود.
بسیاری از اطلاعات مورد نیاز یك طرح زهكشی، همان است كه در كلیه طرحهای توسعه منابع آب و خاك به كار می‌رود و از آمار هواشناسی تا نوع خاك و گیاه را شامل می‌شود. جمع‌آوری اطلاعات در مراحل مختلف صورت گرفته و ترتیب و توالی آن در سه بخش به شرح زیر است:
الف ـ مطالعات شناسایی Reconnaissance Study
ب ـ مطالعات نیمه تفصیلی Semi – detailed Study
ج ـ مطالعات تفصیلی Detailed Study
هر یك از مطالعات فوق مكمل مطالعات پیشین به شمار می‌آید و چون هزینه قابل توجهی نیز ببار می‌آورد، لذا حتی‌المقدور بایستی ترتیب مطالعات رعایت شود تا از اتلاف سرمایه و زمان جلوگیری به عمل آید. هزینه این مطالعات در ایران، در حدود 5 تا 10 درصد كل برآورد طرح است.

نیروهای مؤثر در حركت آب در خاك :
نیروهایی كه بر آب خاك مؤثر است در زیر آورده شده که از آن جمله می توان به نیروهای ماتریک ،اسمزی ، ثقل اشاره نمود .
نیروهای ماتریك Matric Forces :
استوانه‌ای از خاك را در نظر گرفته سطح تحتانی آن را بر روی سفره آبی قرار دهید، ملاحظه می‌شود كه خاك به تدریج از قسمت زیرین مرطوب می‌گردد. صعود آب در خاك مشابه بالا آمدن آب در لوله‌های موئین است و هر دو منشاء واحدی دارد.
خاصیت یا پدیده جذب شعریه‌ای از نیروهای مولكولی كه در مرز بین دو فاز Phase قرار گرفته است سرچشمه می‌گیرد. اگر این دو فاز را آب و هوا فرض كنیم سطح حد فاصل به شكل هلالی Meniscus مشاهده می‌شود كه اگر از بالا به آن نگاه كنیم به صورت نیمكره است. اگر با تیغ شكافی در آن ایجاد كنیم نیروئی لازمست كه از جدا شدن این دو قسمت جلوگیری كند. نیروی لازم در واحد طول به نام كشش سطحی Surface tension معروف است و در مورد یك سیستم آب و هوا مقدار آن 72 دین در سانتیمتر است.
سایر نیروهای مؤثر در جذب موئینه‌ای در حد فاصل بین سطوح ذرات خاك و آب قرار دارد. یكی از این نیروها، نیروی Adhesion یا جذب مولكولهای مایع توسط جامد است كه برای جدا كردن این دو بایستی كاری انجام داد و مقدار این كار با زاویه تماس بین دو فاز جامد و مایع a بستگی دارد و مساوی: می‌باشد كه در آن a كشش سطحی را نشان می‌دهد. در یك لوله شیشه‌ای تمیز و یا در كوارتز كه این زاویه صفر درجه است مقدار كار لازم برای جداسازی دو فاز معادل 2δ است و چون كار لازم برای جدا كردن مولكولهای آب از یكدیگر نیز مساوی 2δ است بنابراین می‌توان نتیجه گرفت كه مولكولهای آب با همان قدرت به همدیگر می‌چسبد كه به سطح بعضی ذرات…

برای مشاهده توضیحات کامل تر اینجا کلیک کنید
سلام.به وبسایت ما خوش آمدید.
دوست گرامی سلام.برای مشاهده توضیحات کامل محصول دانلودی nx روی دکمه ادامه مطلب کلیک فرمایید

nx

دانلود این فایل