کیفیت آب آبیاری :

در بررسی کیفیت آب آبیاری وقتی به علت اثر نمک های خاص، میزان نفوذ آب به داخل خاک چنان کاهش یابد که آب کافی در اختیار گیاه قرار نگرفته و عملکرد محصول کاهش می یابد، مشکل نفوذپذیری که ناشی از کیفیت آب آبیاری است پیش می آید. مدیریت و طراحی مناسب سیستمهای آبیاری مستلزم اطلاع از جزئیات خصوصیات نفوذپذیری آب در خاک است که بایستی تعیین شود. نفوذپذیری نهایی خاک (Basic Infiltration Rate) از خواص خاک بوده و در اثر اعمال کیفیتهای مختلف آب آبیاری تغییر میکند. در این راستا تغییرات نفوذپذیری نهایی خاک در آبیاری جویچهای توسط روش شیار مسدود  (Blocked Furrow) در دو حالت وجود و عدم وجود گیاه مورد بررسی واقع شد.

تیمارهای آب آبیاری شامل سه تیمار کیفیت آب به صورت شاهد  (Ec=0/6 dS/m , SAR=0/9 ) و دو تیمار شوری به صورت 2و 6دسی زیمنس بر متر با نسبت جذبی سدیم  (SAR) به ترتیب 10و 30بودند. تیمارهای کیفیت آب با اضافه نمودن نمک کلرور سدیم به تیمار شاهد حاصل گردیدند.  با افزایش نسبت جذبی سدیم، سرعت نفوذپذیری نهایی خاک در پایان دوره به صورت معنیداری نسبت به تیمار شاهد کاهش می یابد. سرعت نفوذپذیری نهایی خاک در تیمار با نسبت جذبی سدیم  (SAR) زیاد، در حدود 43درصد نسبت به تیمار شاهد در
پایان دوره کاهش یافت. همچنین تغییرات معنیداری از سرعت نفوذ نهایی در تیمارها ملاحظه گردید. نفوذپذیری ضعیف خاک تأمین آب گیاه را دشوار نموده و با ایجاد سله، تجمع آب در سطح خاک، عدم تهویه و مسایل تغذیه گیاهی مشکلات کشت و کار را دو چندان میکند.

یکی از عوامل مهم که حفظ و توسعه کشاورزی اراضی فاریاب را در نواحی خشک محدود میسازد، کیفیت آب آبیاری است. در این راستا، میتوان از مصرف آبهایی با کیفیت پائین یا آبهای غیر متعارف برای رفع این تنگنا بهره گرفت. در بسیاری از نقاط جهان منابع آب مناسب برای بهرهبرداری روبه کاهش است و با توجه به مصارف روزافزون جوامع شهری، صنعتی و افزایش سرانه تدریجاً کاهش مییابد. لذا الزاماً به علت گسترش بیشتر کشاورزی، کشت زمینهای شور و استفاده از آبهای حاوی نمکهای محلول مورد توجه قرار میگیرد. بنابراین دانستن واکنشهای متفاوت گیاهان به شوری وتغییراتی که در نتیجه استفاده از آبهای حاوی نمکهای محلول در خاک و خواص فیزیکوشیمیایی آن به وجود می آوردحائز اهمیت است.

هم اکنون بهره رداری از آبهای با کیفیت پائین در اراضی فاریاب در سطح جهانی رو به ازدیاد است. در حال حاضر در کشورهایی نظیر مصر، پاکستان و ایالات متحده امریکا در سطح گستردهای از این آبها استفاده میشود. نفوذپذیری یکی از مشخصات فیزیکی خاک بوده و یکی از پارامترهای هیدرولیکی مؤثر بر آبیاری سطحی است. فرآیند ورود آب را به خاک از سطح خاک و بطور عمودی نفوذ  (Infiltration) گویند. زیرا آبی که نمیتواند در خاک نفوذ نماید، موجب آبدوی یا هرز آب سطحی و فرسایش میگردد. در واقع در تعیین کیفیت آب آبیاری نوع سیستم آبیاری که برای یک منطقه برگزیده میشود براساس خصوصیات نفوذ آب به داخل خاک است. بنابراین ارزیابی آن از کارهای ضروری است که بایستی صورت پذیرد.

در ابتدای ورود آب به خاک، سرعت نفوذ زیاد بوده و با گذشت زمان کاهش یافته و بالاخره به کمیت ثابتی تنزل میکند. نفوذپذیری نهایی خاک از مشخصات هر خاک بوده و مقدار سرعتی است که خاکها در انتهای زمان آبیاری از خود نشان میدهند. معادلات نفوذ مختلفی چون کوستیاکوف، ،scsهورتون و کوستیاکوف لوئیز به منظور تعیین نفوذ آب به خاک بکار میروند. کلمنز، معادلات مختلفی را برای استفاده در آبیاری سطحی مورد مطالعه قرار داده است. وی پیشنهاد نموده است که نتایج معادلات تجربی بهتر از معادلات فیزیکی با دادههای صحرایی مطابقت میکند و استفاده از معادله کوستیاکوف لوئیز را توصیه نموده است.

که در آن Zنفوذ تجمعی، tفرصت نفوذ، αو kپارامترهای تجربی میباشند که برای خاکهای مختلف متفاوت بوده و از نظر فیزیکی مفهوم ندارند. یکی از معایب این معادله آن است که در زمانهای طولانی سرعت نفوذ به سمت صفر میل میکند که با واقعیت مطابقت ندارد.

چنانچه از معادله کوستیاکوف (معادله شماره یک) نسبت به زمان مشتق گرفته شود، سرعت نفوذ لحظه بدست میآید

که در آن ،Iسرعت نفوذ لحظهای میباشد. چون αعدد مثبتی است و مقدار عددی آن کمتر از یک میباشد، در زمانهای طولانی سرعت نفوذ به سمت صفر میل میکند که با واقعیت مطابقت ندارد. مشاهدات صحرایی نشان میدهد که در زمان طولانی، سرعت نفوذ به مقدار ثابتی که نشانگر سرعت نفوذ نهایی یا سرعت نفوذ پایه  (Basic or Steady Infiltraion Rate) است میرسد. چنانچه مقدار f0که بیانگر سرعت
نفوذ پایه است را به سمت چپ معادله شماره دو اضافه نموده و از آن انتگرال بگیریم معادله نفوذ کوستیاکوف لوئیز حاصل میشود.

به علت اینکه خاکها در انتهای زمان آبیاری، سرعت نفوذ ثابتی را از خود نشان میدهند، لذا این معادله بهتر از معادلات دیگر نفوذ با وضعیت خاک هماهنگی داشته و عموماً در طراحی سیستمهای آبیاری از این معادله استفاده میگردد.