پروژه بررسی بهسازی و زهکشی خاک تحت pdf دارای 60 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد پروژه بررسی بهسازی و زهکشی خاک تحت pdf کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است
بخشی از فهرست مطالب پروژه پروژه بررسی بهسازی و زهکشی خاک تحت pdf
مقدمه
اثرات جهانی بهسازی خاک در توسعه کشاورزی و محیط زیست
امنیت غذایی، کشاورزی پایدار و محیط زیست
عوامل تخریب خاک زراعی و اثرات ان بر روی محیط زیست
راه حل های جهانی بهسازی خاک
کلیات زهکشی
اهداف زهکشی
نیاز ابی گیاهان
رشد گیاهان در شرایط ماندابی
تاثیر ابیاری و زهکشی بر روی خواص شیمیایی خاک
اهمیت تحولات معدنی در ضمن زهکشی خاک
قابلیت زهکشی و طبقه‌بندی اراضی
طبقه‌بندی اراضی بر اساس مطالعات Fly
مطالعات زهکشی
نیروهای مؤثر در حرکت اب در خاک
نیروهای ماتریک Matric Forces
نیروی اسمزی Oswotic Forces
نیروی ثقل Gravitional
پتانسیل ایستابی Hydrostatic Potential
پتانسیل اسمزی Osmotic Potential
جریان اب در خاک اشباع و قانون دارسی Darcy
الف ـ تئوری
تعیین ضریب ابگذری (روش دانه‌سنجی)
ب ـ در ازمایشگاه
ج ـ در صحرا
روش چاهک Auger Hole Method
تعیین ضریب ابگذری به روش چاهک
روش استوانه‌های مضاعف
فرمولهای زهکشی
زهکشی در مناطقی که ابیاری می‌شوند
مقایسة بین نفوذ عمیق و اب لازم برای ابشوئی
عمق زهکشها
ظرفیت زهکشها
اقسام زهکشها
زهکشی سطحی Surface Drainage
زهکشهای زیرزمینی یا عمیق Subsurface Drainage
انهار زهکشی Drainage Ditches
زهکشی توسط MOLE (زهکشی لانه موشی)
زهکشی با لوله‌های سفالی، سیمانی و پلاستیکی (تمبوشه)
فیلتر و مواد پوششی
انواع لایة پوششی یا فیلتر عبارتند از
انواع تمبوشه‌ها
زهکشی با تمبوشه یا لوله‌های مختلف‌القطر
شبکه‌بندی زهکشی
پیش‌بینی ضرورت زهکشی و زمان ان
اداره و نگهداری تاسیسات زهکشی
زهکشی و اصلاح اراضی شور
خاکهای شور Saline Soils
خاکهای قلیایی Nonsaline Alkali Soils
مقدمه:
تولید فراوان خواروبار و فرآورده‌های کشاورزی در بخشهایی از کره زمین و نیاز نومیدانه به آن در بخشهای دیگر، اوضاع سیاسی، اقتصادی و اجتماعی ویژه‌ای پدید آورده است. به طوری که نه تنها سرنوشت سیاسی ـ اقتصادی کشورهای نیازمند به وسیله کشورهای صنعتی رقم می‌خورد، بلکه زندگی روزمره مردم سرزمینهای وابسته نیز به تصمیماتی بستگی یافته که در کشورهای سلطه‌گر گرفته می‌شود.
تقسیم جهان به اکثریت نیازمندان و گرسنگان مصرف کننده و اقلیت تولید کننده مواد غذایی، گسترده شدن هر روزه فاصله ناپیمودنی تولید و انباشت انبوه فرآورده‌های کشاورزی از سویی و فقر پایدار از سوئی دیگر، به فاجعه‌ای آن چنان دردناک انجامیده، که بحران ناشی از آن، بازتابهای عمیقی را در در سراسر جهان به وجود آورده و پیامدهای نگران کننده‌ای به بار خواهد آورد.
))شورای جهانی تغذیه وابسته به سازمان ملل(( در گزارشهای سال 1974 و 1981 اعلام می‌کند که 65 کشور جهان سوم تا پایان قرن بیستم از تغذیه مردم خود کاملاً ناتوان خواهند شد، همین گزارش می‌افزاید: «هم اکنون در جهان، 200 میلیون کودک کمتر از 5 سال، از سوء تغذیه و گرسنگی رنج می‌برند.
طبق ارقام هراس آوری که در »کنفرانس روز جهانی تغذیه» (اکتبر 1981) اعلام شد، در هر 2 ثانیه یک کودک بر اثر گرسنگی تلف می‌شود و تنها در امریکای لاتین سالانه یک میلیون کودک جان خویش را به دلیل گرسنگی از دست می‌دهند.بدین سان در حالی که جهان پیشرفته با مسایل مازاد تولید خویش روبرو است، بی‌غذایی و بدغذایی در کشورهای جهان سوم، به شکار مرگبار انسانها ادامه می‌دهد. در جهانی که اجساد باد کرده کودکان آسیایی و آفریقایی که از گرسنگی، به مرگی دردناک مرده‌اند حتی در شهرهای بزرگ کشورهای عقب افتاده، منظره‌ای عادی و معمولی است، در جهانی که بی‌غذایی و سوء تغذیه داغ خویش را بر چهره ملل کشورهای جهان سوم نقش کرده است و انواع بیماریهای ناشی از سوء تغذیه و کمبود مواد غذایی، همراهان جدایی ناپذیر انسان گرسنه شده‌اند، ایالات متحده امریکا با مشکل تولید اضافی غلات روبرو است.
پژوهشهای علمی نشان می‌دهد، که از سال 1931 تا کنون مقدار غذای سرانه نه تنها افزایش نیافته، بلکه طی دهه گذشته کاهش هم یافته است.
تا دو قرن پیش و قبل از بهره‌گیری از نتایج انقلاب صنعتی دوم در کشاورزی، بسیاری از کشورهای آسیایی و آفریقایی، خود، تولید کنندگان اصلی و صادر کنندگان محصولات کشاورزی اعم از غذایی و صنعتی بوده‌اند. از قرن 15 تا اواخر قرن نوزدهم میلادی سیاست استعماری کشورهای اروپای غربی بر این بود که کشورهای زیر سلطه آسیایی و آفریقایی و آمریکای لاتین، به امر کشاورزی تک پایه‌ای اشتغال داشته و اروپای غربی به تولید صنعتی بپردازد. این تقسیم کار جهانی، کشورهای زیر سلطه را به تولید کنندگان محصولات کشاورزی تبدیل کرد، به این ترتیب، کشورهای زیر سلطه نه تنها مواد غذایی مورد نیاز دنیای صنعتی آن روزگار را تأمین می‌کردند، بلکه تولید کننده مواد اولیه کارخانه‌های 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، کشورهای صنعتی دنیا با بکارگیری دست‌آوردهای علمی و فنی به انقلاب بزرگ در زمینه روشهای کشت و بهره‌برداری از زمین دست زدند، تحول و تکامل بزرگ تکنولوژیک در زمینه ساخت ماشین‌آلات کشاورزی، گسترش و توسعه روشهای علمی مبارزه با آفتهای نباتی، تولید و مصرف انواع کودهای شیمیایی و به طور کلی دگرگونی و تحول بنیادین در تولید کشاورزی، بهره‌وری کار و زمین را به آنچنان سطحی ارتقاء داد که شاید بزرگترین پیشرفت بشر در تاریخ اقتصادی باشد . اما کشورهای زیر سلطه که از نظر علمی و صنعتی عقب افتاده بودند، به تدریج از تولیدکنندگان فرآورده‌های کشاورزی، به مصرف کنندگان آن تبدیل شدند، بدین سان اروپای شرقی، امریکای لاتین و برخی از کشورهای آسیایی از جمله ایران، که پیش از جنگ جهانی دوم صادرکنندگان مواد غذایی بودند، به وارد کنندگان و خریداران این محصولات تبدیل شدند.
پژوهشهای کنفرانس «بررسی غذا» در اکتبر 1981 نمایانگر آن است، که در طی دهه گذشته ذخایر مواد غذایی موجود برای مصرف در مواقع ضروری، به میزان بیش از دو سوم کاهش یافته است. ذخایر خواروبار که در گذشته معادل 80 روز آذوقه بوده، اینک به 30 روز رسیده است. تجزیه و تحلیل وضع کلی خواروبار در سطح جهانی نشان می‌دهد که اگر گرایش کنونی همچنان ادامه یابد میزان خواروبار و فرآورده‌های کشاورزی به شدت کاهش 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 که زمینهای قابل کشت کره زمین محدود است و گسترش آن متناسب با افزایش جمعیت و بالا رفتن میزان مصرف مواد غذایی، امکان‌پذیر 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 مصرف‌کننده ، جهاد عظیمی را در سراسر عالم، در زمینه‌های دایر کردن زمینهای بایر و افزایش سطح کشت و بالا بردن میزان بهره‌دهی واحدهای کشاورزی ، سنن توسعه مکانیزاسیون کشاورزی، حاصلخیزی خاک، اصلاح بذر، تهیه بذرهای مقاوم، تحول سیستم آبیاری، مبارزه با آفات و بیماریهای گیاهی، مبارزه با علفهای هرز، زهکشی و بهسازی خاک و غیره که همه شاخه‌هایی از کشاورزی هستند برانگیخته است.
خورشید پدر حیات است و زمین مادر آن. خاک پستان زمین است و آب خون آن. محصولات کشاورزی شیر زمین هستند. زمینیان شیر خاک 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 می‌کند. خاک بستر رشد گیاه است ، بی خورشید حیات وجود ندارد و بی‌خاک، زندگی متصور نیست. خورشید را نمی‌توان کاری کرد، ولی نابودی خاک، نابودی محیط زیست انسان است.
تخریب محیط طبیعی زیست انسان که خاک عمده‌ترین قسمت آن است و عدم توجه به تخریب و کاهش حاصلخیزی خاک که عامل اساسی کشاورزی و تغذیه و تأمین امکان زیست انسان است، به دوراز آینده‌نگری است. سالیانه میلیونها تن خاک را آب و باد با خود برده و به کویرها، دریاها و اقیانوسها می‌سپاردو به این ترتیب میلیونها هکتار از اراضی کره 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، کودهای شیمیایی و سموم دفع آفات نباتی و بیماریهای گیاهی، خاکهای بسیاری را آلوده ساخته و از قدرت حاصلخیزی آنها میکاهد. تکثیر عوامل بیماری‌زا در اثر کشتهای متوالی و بی‌تناوب و عدم رعایت اصول به زراعی و بهداشتی خاکهای بسیاری را عملاً غیرحاصلخیز می‌نماید.
خاک، محصول مشترک عملکرد عوامل مختلف طبیعی در طی اعصار و قرون متمادی و حاصل کارکرد دراز مدت و توأمان این عوامل است. خروج خاک از چرخه بهره‌برداری و انتفاع انسان، زیانی است که به سهولت و در کوتاه مدت قابل جبران نیست و بیشتر در اختیار طبیعت است. ولی حفاظت از خاک و افزایش ظرفیت باروری آن در توان انسان امروز بوده و سرنوشت انسان با سرنوشت خاک پیوندی عمیق و همه جانبه دارد. اندیشیدن به خاک اندیشیدن به سرنوشت انسان وسلامت خاک، سلامت انسان است.
به طور کلی، در این مقطع زمانی که در سطح جهان ، موضوع توسعه پایدار به میان آمده و در درون کشور نیز کوشش دولتمردان در راستای تأمین خودکفایی کشاورزی است اهمیت آبیاری و زهکشی به روشنی مشخص می شود .
هدف خودکفایی کشاورزی نیز جز از طریق افزایش سطح زیر کشت و یا افزایش عملکرد و یا هر دو، امکان‌پذیر نبوده و جهت دستیابی به این آرمان، اجرای شبکه‌های زهکشی در صورتی که سایر عوامل تولید در موقعیت بهینه و مطلوبی باشند، به این هدف کمک می‌کند.
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 .
کلیات زهکشی:
زهکشی در مناطقی چون ایران که تولید محصولات زراعی و باغی به آبیاری بستگی دارد، عبارت از خارج نمودن آب و املاح اضافی از خاک است . کلیه زمینهایی که آبیاری می‌شود به یک سیستم زهکشی نیازمند است و این زهکشی می‌تواند طبیعی و یا به علت نوع خاک و سایر عوامل زمین‌شناسی مصنوعاً تعبیه شود. در بعضی از موارد زهکشی مصنوعی که ساخته و پرداخته انسان است مکمل زهکشی طبیعی می‌گردد. به هر حال در طرح آبیاری بایستی لزوم احداث شبکه‌های زهکشی در نظر گرفته شود تا امکان بهره‌برداری دائم از منابع آب و خاک منطقه فراهم شود.
اهداف زهکشی :
1ـ ایجاد شرایط مناسب (ساختمان خاک، درجه حرارت و ازت) برای کشت گیاهان زراعی.
2ـ امکان اجرای عملیات کشت و کار به ویژه هنگام، کاشت و برداشت محصول.
اگر سطح ایستابی بالا باشد، ساختمان سطح‌الارض رو به تباهی می‌رود. از طرفی خاکهای مرطوب سردتر بوده زمان بذرافشانی به تعویق می‌افتد. ضمناً فعالیت میکروارگانیسمها، کاهش سریع و محسوس می‌یابد و کودهای ازته نیز بایستی به مقدار بیشتری مصرف می‌شود.
برای آن که زهکشی رضایت بخش باشد، زهکشی سطح خاک بایستی به نحو مطلوبی صورت گیرد، بدین معنی که با تسطیح اراضی امکان و فرصت جمع شدن آب باران یا آبیاری در نقاط مختلف داده نشود. دیگر این که رابطه بین عمق سطح ایستابی، نوع خاک و شدت تبخیر و تعرق مشخص شود تا پیش‌بینی‌های لازم بر اساس اصول منطقی و علمی استوار گردد. به طور کلی هر چه بافتی خاک سنگین‌تر ، شدت تبخیر و تعرق بیشتر شده وتأثیر آب زیرزمینی کمتر خواهد بود.
نیاز اّبی گیاهان :
1ـ گروه Hydroophytes یا گیاهان آبزی که در مردابها دیده شده و ساختمان درونی آنها به نحویست که تهویه ریشه‌ها امکان‌پذیر است.
2ـ گروه خشک‌زی Xerophytes یا گیاهان مناطق نسبتاً خشک که در اثر سازگاری با محیط می‌تواند خشکیهای موسمی را تحمل کند و ریشه آنها عمیق است در حالی که ریشه گیاهان آبزی سطحی بوده و در آنها ریشه‌های موئین تشکیل نمی‌شود.
3ـ گروه Mesophytes یا گیاهان حد واسط بین دو گروه فوق. این نباتات از قدرت تحمل خشکی را دارد و نه می‌تواند آبزی باشد.
گیاهان دیگری در مناطق خشک وجود دارد که به گیاهان موقتی Ephemerals موسوم بوده و قادر است که چرخه حیات خود را فقط در دوره کوتاه فصل بارانی به انجام رساند. این گیاهان قبل از خشک شدن خاک به بذر می‌نشیند و با وجود این که می‌تواند خشکی جو را تحمل نماید قادر به مقاومت در برابر خشکی خاک نیست.
رشد گیاهان در شرایط ماندابی:
اولین اثر آب اضافی در خاک جایگزینی آن با اکسیژن موجود در خلل و فرج خاک است و چون برای رشد گیاهان وجود مقداری اکسیژن ضروری است لذا گیاهان از کمبود اکسیژن صدمه می‌بینند. از طرفی در یک محیط مرطوب پخشیدگی و انتقال گازها به آرامی صورت گرفته و در نتیجه علاوه بر کمبود اکسیژن، افزایش گاز کربنیک نیز مشاهده می‌شود و این دوعامل تأثیری مستقیم در فیزیولوژی ریشه‌ها ، تنفس و جذب آب و یونها دارد . تأثیر مستقیم کمبود اکسیژن موجب شروع واکنشهای احیاءکننده در خاک به ویژه مواد آلی گردیده و در نتیجه ترکیبات سمی نیز ایجاد می‌شود.
در شرایط ماندابی، پتاسیم بیش از هر عنصر دیگر تحت تأثیر قرار گرفته و از قابلیت جذب آن، کاسته می‌شود. به طور کلی کاهش 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 کاهش اکسیژن و افزایش گازکربنیک تقلیل می‌یابد و انعکاس آن در تعرق نبات دیده می شود . گیاهانی که یک مدت طولانی در شرایط ماندابی بسرمی برند نسبت به چنین محیطی سازگاری پیدا نموده ریشه آنها کوتاهتر و ضخیمتر می‌گردد. برنج مثال خوبی برای این گروه از نباتات است که کاملاً در یک محیط بیهوازی رشد می‌کند.
با کاهش اکسیژن در خاک، میکروارگانیسمهای هوازی به تدریج از بین رفته موجودات ذره‌بینی غیرهوازی به فعالیت می‌پردازند. چون تجزیه و فساد مواد آلی خاک در شرایط بیهوازی کاهش می‌یابد لذا آزاد شدن ازت معدنی نیز در چنین شرایطی ناچیز خواهد بود. نیترات موجود در خاک ممکن ااست به یکی از انواع No2 ، N2o ، NH3 و یا N2 احیاء و به سهولت از خاک خارج شود. تناوب اکسیداسیون و احیاء در خاک که ناشی از درجه اشباع خاک از آب است موجب اسیدی شدن شدید خاک می‌گردد زیرا اسید سولفوریک حاصله می‌تواند pH خاک را تا 2 و 3 پائین آورد. در شرایط ماندابی، احیاء آهن، منگنز و گوگرد ترکیبات سمی را برای گیاه ایجاد می‌کند که به هرحال با صدمات ناشی از کمبود اکسیژن دست به دست هم داده محیط نامساعدی را برای فعالیت ریشه‌ها فراهم می‌سازد.
درجه حرارت نیز از عواملی است که تأثیرات سوء شرایط ماندابی را تشدید می‌کند. علت امر نیز از بدیهیات است، زیرا شدت بسیاری از فرآیندهای فیزیولوژیکی 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 کمتر از 60 درصد نسبت به شرایط متعارف و مطلوب تنزل خواهد کرد. بدیهی است که اگر زهکشی و یا بهبود آن در منطقه‌ای میسر نباشد بایستی نباتی را انتخاب کنیم تا نسبت به شرایط ماندابی موجود سازگاری داشته و مقاوم باشد. از طرفی استفاده از کودهای ازته بالاخص کودهای نیتراته توصیه می‌شود. نکته دیگر این که چون سطح ایستابی بالاست لذا صعود شعریه‌ای می‌تواند در رفع نیازمندی به آب زراعت مورد نظر کمک کند و لذا می‌توان از مقدار آب آبیاری و یا تناوب آن کاست و بالاخره چون مرحله جوانه زدن بیش از سایر مراحل رشد گیاهی به کمبود اکسیژن حساس است، بایستی برنامه فعالیتهای زراعی، به ویژه کاشت، طوری تنظیم شود که تخمها از این جهت صدمه نبیند.
در اثر کمبود اکسیژن، تنفس ریشه‌ها و موجودات، محدود گشته و واکنشهای تخمیری صورت نمی‌گیرد. متابولیسم بیهوازی موجب تشکیل یک مولکول Co2 و یک مولکول اتانول و 54 کیلوکالری انرژی از هر مولکول گرم گلوکز می‌شود.در صورتی که در شرایط هوازی یک مولکول گرم از گلوکز 686 کیلوکالری انرژی و 6 مولکول گازکربنیک ایجاد می‌کند. بنابراین در شرایط ماندابی به علت فعل و انفعالات تخمیری، انرژی قابل استفاده و مورد نیاز تنفس به مقدار کمتری تولید شده ودرنتیجه کلیه واکنشهای وابسته به انرژی نیز صدمه می‌بیند.
غرقاب کردن خاک 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 که غرقاب کردن موقتی زمین ، مقدار محصول را افزایش و یا کاهش می‌دهد . مس محلول در اثر مواد آلی محلول در خاکهای ماندابی غیرقابل جذب گشته و همچنین افزایش مقدار آهن در خاک نیز از جذب منگنز میکاهد و بالعکس. شرایط ماندابی باعث افزایش منگنز در خاک و نباتات گشته و در نهایت سمیت این عنصر را فراهم می‌سازد.
تأثیر آبیاری و زهکشی بر روی خواص شیمیایی خاک:
تغییراتی که در ضمن آبیاری در خاک پدیدار می‌شود تا حد قابل توجهی بستگی به وضع زهکشی زمین دارد. آبیاری اراضی پست موجب بالا آمدن سطح ایستابی شده و در صورت فقدان یک سیستم زهکشی مطلوب شرایط ماندابی و شوری در خاک ظاهر می‌شود . در نتیجه آبیاری، ترکیب شیمیایی اولیه خاک در اثر آبشویی بعضی از املاح و یا اضافه شدن مواد جدید تغییر می‌کند. مثلاً آبیاری با آب رودخانه‌های بزرگ سبب اشباع خاک از کلسیم می‌گردد زیرا این آبها سرشار از کلسیم است. آبهای مستغنی از کربنات و سدیم خطراتی از نظر واکنش خاک در بردارد چه رسوب کربنات کلسیم سبب افزایش یون سدیم در خاک می‌گردد.
املاح مختلف چون با آب خاک در گردش است لذا ترکیب آنها به علت قابلیت تحرک و انتقال یونهای مختلف به تدریج تغییر حاصل می‌کند. املاحی مانند کربناتهای کلسیم، منیزیم و سولفات کلسیم به علت افزایش غلظت ته‌نشین می‌شود ولی املاحی از قبیل کلرور سدیم، کلرور منیزیم، سولفات منیزیم که به سهولت محلول است در اثر آبشویی انتقال یافته حتی نهشته‌هایی تشکیل می‌دهد.
در اثر آبیاری توزیع هوموس، کربناتها و گچ در نیمرخ خاک تغییر می‌کند. pH خاک نیز تحت تأثیر آبیاری و زهکشی بوده و افزایش آن نیز هماهنگ با آبشویی املاح محلول می باشد . اغلب خاکهای مناطق خشک ایران که قرنها است آبیاری می‌شود دارای واکنشی است که بین 7 و 2/8 نوسان کرده و مقدار HCo3 عصاره اشباع آن از 5% درصد تجاوز نمی‌کند. در اثر آبیاری و رقیق شدن محلول خاک pHخاک قلیایی شده و همین امر موجب خرابی خواص فیزیکی خاک و پراکندگی ذرات آن می شود . بنابراین تعبیه سیستم زهکشی و تثبیت pH خاک در حدود -7/57 بطورکلی بهره‌برداری از این اراضی را تسهیل می‌کند.
اهمیت تحولات معدنی در ضمن زهکشی خاک:
در خاکهایی که زهکشی آنها محدود نیست واکنشهایی صورت می‌گیرد که بیشتر تغییر و تحول مواد معدنی را دربردارد. در اثر گل و لای به وجود آمده که اکثراً از اکسیدهای آهن، آلومینیوم و منگنز و همچنین بقایای موجودات ذره‌بینی تشکیل می‌شود، به تدریج لزوم تعبیه سیستم زهکشی مجدد احساس می‌گردد. ایجاد محیط بیهوازی در خاک رشد گیاهان را محدود می‌سازد زیرا غلظت اسیدهای آلی و هیدروژن سولفوره به حد غیرقابل تحمل می‌رسد.
شرایط موجود در خاکهای ماندابی کاملاً با خاکهای زهکشی شده متفاوت است. خاکهای دارای زهکش، جریان دائمی و پیوسته از اکسیژن را داشته که به مصرف تنفس ریشه‌ها و میکروارگانیسمها می‌رسد. در صورتی که در خاکهای ماندابی نفوذ و پخش اکسیژن مولکولی به سهولت امکان‌پذیر نبوده و گیاه از کمبود اکسیژن و یا زیادی گازکربنیک در عذاب است.
در محیطی عاری از اکسیژن مولکولی موجودات ذره‌بینی بیهوازی برای متابولیسم خود از یونهای نیترات، منگنز، آهن و سولفات می‌توانند استفاده کنند. بنابراین غرقاب کردن خاکها، یک سری واکنشهای اکسیداسیون و احیاء را به دنبال داشته که مستقیماً و یا به طور غیر مستقیم در رشد گیاهان مؤثر است.
موجودات Heterotrophic در تنفس هوازی خود دارای واکنشهای اکسیداسیون و احیائی هستند که در آن یک ماده آلی به عنوان منبع انرژی است ولی در موجودات Autotrophic منبع انرژی یک جسم معدنی می‌باشد. مثلاً اکسیداسیون گوگرد معدنی توسط گروهی از باکتریهای Thiobxcillus که Autotrophic هستند به شکل زیر صورت می‌گیرد:
2S + 2H2o + 3O2 = 2H2So4
تنفس بیهوازی نیز شامل یک سری واکنشهای اکسیداسیون و احیاء است که در آن مواد معدنی بالاخره اکسید می‌شود و این واکنشها به ویژه در مورد منگنز، آهن و گوگرد مورد توجه ماست زیرا در ایجاد گل و لای و گرفتگی تنبوشه‌های زهکشی اهمیت بسزا دارد. احیاء منگنز چهار ظرفیتی یک فرآیند حیاتی است که توسط باکتریهای Hetrotropihic در خاک انجام می شود. در بسیاری از خاکهای ماندابی با زهکشی نامطلوب نیز آهن سه ظرفیتی به دو ظرفیتی احیاء شده و این واکنش نیز منشاء میکروبی دارد. در شرایط بیهوازی گروهی از باکتریهای Desulfavibrio که Heterotrophic نیز هستند موجب احیاء سولفاتها می‌شوند.
به طور کلی با کاهش مقدار اکسیژن مولکولی در خاکهای ماندابی، نوع متابولیسم موجودات ذره‌بینی خاک تغییر کرده و کمیت و کیفیت آن بستگی به مرحله اکسیداسیون و احیاء سیستم آب و خاک دارد. اگر اکسیژن مولکولی موجود باشد ، تنفس هوازی و در صورت فقدان آن تخمیر متانی صورت خواهد گرفت. در فرآیندهای احیائی خاکهای ماندابی دو مرحله مشاهده می‌شود:
مرحله اول: میکروارگانیسمهای هوازی و بیهوازی اختیاری مواد آلی موجود در خاک را مورد حمله قرار داده و آنها را اکسیده می‌کنند. گازهای کربنیک و آمونیاک در اثر این واکنش به سرعت تولید می‌شود ولی نهشته‌ای از ترکیبات آلی اکسید شده و یا تخمیر یافته به جای نمی‌ماند. بلافاصله پس از ماندابی شدن خاک ، پتانسیل اکسیداسیون و احیاء در اثر کاهش اکسیژن مولکولی شروع به تنزل می‌نماید. نیتراتها از بین رفته منگنز و آهن دو ظرفیتی به وجود می‌آید. در این مرحله پتانسیل اکسیداسیون و احیاء از 600 به 100 میلی‌ولت تقلیل می‌یابد.
مرحله دوم: ابتدا سولفاتها به سولفور احیاء شده و این واکنش در پتانسیل اکسیداسیون و احیاء 100 تا 150 میلی‌ولت صورت می‌گیرد. بدنبال احیاء سولفاتها انواع ترکیبات حاصله از اکسیداسیون ناقص مواد آلی مانند اسیدهای آلی، هیدروژن مولکولی و متان در سیستم خاک ظاهر می‌شود. اسیدهای آلی به تدریج توسط موجودات زنده خاک به مصرف می‌رسد ولی مقدار سولفورومتان با کاهش پتانسیل اکسیداسیون و احیاء تا 200 میلی‌ولت افزایش حاصل می‌کند. میکروارگانیسمهای این مرحله همگی بیهوازی اجباری می باشند .
قابلیت زهکشی و طبقه‌بندی اراضی:
کمیت و کیفیت زهکشی یکی از عواملی است که در طبقه‌بندی اراضی مورد استفاده قرار گرفته و این عامل تنها با ذکر صفاتی چون خوب و بد در ارزیابی خاکها خلاصه شده و مسأله به طور کمی و مستدل مورد مطالعه قرار نمی‌گیرد.
قابلیت زهکشی اراضی را بایستی با معیارهایی مشخص نمائیم که بتوان محاسبات لازم را بر روی آنها انجام داد. فعلاً دو شاخص اهمیت بیشتری دارد: یکی ضریب آبگذری (نفوذپذیری) خاک در زیر سطح ایستابی و دیگری عمق لایه غیر قابل نفوذ.
مطالعات زهکشی:
در مناطق خشک و نیمه خشک که برای تأمین آب مورد نیاز گیاهان به آبیاری نیازمندیم، تأکید عمده بر روی آبیاری و در وهله دوم بر روی مسائل زهکشی است. بدین جهت زهکشی به تنهایی موجب یک طرح مهندسی خاص نبوده و جزئی از یک طرح جامع برای تأمین و کنترل آب در محدوده معینی محسوب می‌شود.
بسیاری از اطلاعات مورد نیاز یک طرح زهکشی، همان است که در کلیه طرحهای توسعه منابع آب و خاک به کار می‌رود و از آمار هواشناسی تا نوع خاک 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 یک از مطالعات فوق مکمل 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 کل برآورد طرح است.
نیروهای مؤثر در حرکت آب در خاک :
نیروهایی که بر آب خاک مؤثر است در زیر آورده شده که از آن جمله می توان به نیروهای ماتریک ،اسمزی ، ثقل اشاره نمود .
نیروهای ماتریک Matric Forces :
استوانه‌ای از خاک را در نظر گرفته سطح تحتانی آن را بر روی سفره آبی قرار دهید، ملاحظه می‌شود که خاک به تدریج از قسمت زیرین مرطوب می‌گردد. صعود آب در خاک مشابه بالا آمدن آب در لوله‌های موئین است و هر دو منشاء واحدی دارد.
خاصیت یا پدیده جذب شعریه‌ای از نیروهای مولکولی که در مرز بین دو فاز Phase قرار گرفته است سرچشمه می‌گیرد. اگر این دو فاز را آب و هوا فرض کنیم سطح حد فاصل به شکل هلالی Meniscus مشاهده می‌شود که اگر از بالا به آن نگاه کنیم به صورت نیمکره است. اگر با تیغ شکافی در آن ایجاد کنیم نیروئی لازمست که از جدا شدن این دو قسمت جلوگیری کند. نیروی لازم در واحد طول به نام کشش سطحی Surface tension معروف است و در مورد یک سیستم آب و هوا مقدار آن 72 دین در سانتیمتر است.
سایر نیروهای مؤثر در جذب موئینه‌ای در حد فاصل بین سطوح ذرات خاک و آب قرار دارد. یکی از این نیروها، نیروی Adhesion یا جذب مولکولهای مایع توسط جامد است که برای جدا کردن این دو بایستی کاری انجام داد و مقدار این کار با زاویه تماس بین دو فاز جامد و مایع a بستگی دارد و مساوی: می‌باشد که در آن a کشش سطحی را نشان می‌دهد. در یک لوله شیشه‌ای تمیز و یا در کوارتز که این زاویه صفر درجه است مقدار کار لازم برای جداسازی دو فاز معادل 2δ است و چون کار لازم برای جدا کردن مولکولهای آب از یکدیگر نیز مساوی 2δ است بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که مولکولهای آب با همان قدرت به همدیگر می‌چسبد که به سطح بعضی ذرات...
- ۹۵/۰۶/۰۳