طراحی و مهندسی سامانه مدیریت هوشمند مصرف آب در سیستم های آبیاری مبتنی بر پردازش یکپارچه اطلاعات آب، خاک، گیاه و اتمسفر
محور پژوهش
کشاورزی، فناوری زیستی و صنایع غذایی
پژوهشکده/دانشکده
کشاورزی
حوزه پژوهش
آب
عنوان
طراحی و مهندسی سامانه مدیریت هوشمند مصرف آب در سیستم های آبیاری مبتنی بر پردازش یکپارچه اطلاعات آب، خاک، گیاه و اتمسفر
هدف از اجرای پژوهش، کاربردها، مزیت‌ها و ضرورت انجام پروژه
: سیستم های آبیاری از طریق افزایش راندمان آبیاری می توانند تا حدود 30 درصد افزایش بهره وری را پوشش دهند و هفتاد درصد افزایش بهره وری از طریق مدیریت سایر نهاده ها و برنامه های مدیریتی کشاورزی شامل تاریخ کاشت، کود، بذر، واریته، مدیریت آبیاری هوشمندانه و ... محقق می شود. گزارش و شرح زیرساخت‌ها، فعالیت‌ها، و دستاوردها در حال حاضر در کشور بیش از دو میلیون هکتار از اراضی و باغات به سیستم های نوین آبیاری تجهیز شده اند، این در حالی است که علارغم اثر بخشی این سیستم ها در کاهش مخاطرات بحران آب و کمک به تولید در شرایط خشکسالی، نقدهایی بر کارایی این سیستم ها در مقابل انتظارت و پتانسیل های این سیستم ها در مقایسه با سایر کشورها مطرح می شود. سیستم های آبیاری از طریق افزایش راندمان آبیاری می توانند تا حدود 30 درصد افزایش بهره وری را پوشش دهند و هفتاد درصد افزایش بهره وری از طریق مدیریت سایر نهاده ها و برنامه های مدیریتی کشاورزی شامل تاریخ کاشت، کود، بذر، واریته، مدیریت آبیاری هوشمندانه و ... محقق می شود. طرح مسئله هوشمندسازی در ایران در بخش های جمع آوری داده و اطلاعات، کاربردی نمودن دانش موجود و عملیاتی نمودن نتایج موضوعیت پیدا می کند. در صورتی که علوم و تکنیک های هوشمندسازی بتوانند در این سه محور موثر واقع شوند می‍توان امیدوار بود که بتوان با بکارگیری هوشمندسازی در بخش آب و کشاورزی کشور تأثیر چشم گیری را مشاهده نمود. در این میان عوامل و علل متعددی دخیل بوده که از ابعاد مختلف اقتصادی، اجتماعی، فرهنگی، فنی و زیست محیطی قابل بررسی می باشد. در طرح پیشنهادی سعی شده است با یک جامع نگری به این مسائل پرداخته شود و با کمک راه حل های هوشمندسازی در کنار الگوهای اجتماعی زمینه بهبود شاخص های بهره وری منابع ایجاد گردد. طرح " طراحی و مهندسی سامانه مدیریت هوشمند مصرف آب در سیستم های آبیاری مبتنی بر پردازش یکپارچه اطلاعات آب، خاک، گیاه و اتمسفر " شامل سه بخش اصلی 1) زیر ساخت ها و نوع سرمایه گذاری ، 2) مباحث علمی روابط آب و خاک و گیاه و مدل های پشتیبان برای اجرای مدیریت هوشمندانه آبیاری و توسعه و تهیه نرم افزارهای آب-خاک-گیاه، مدیریت فشار و هیدرولیک شبکه، مدیریت مزرعه و بستر ارتباطات و ارتباط اجزاء هوشمند سازی طرح با یکدیگر و انتقال و پردازش اطلاعات، سایت و همچنین نمایش و پردازش اطلاعات و 3) مسائل اجتماعی و آموزش، انتقال دانش و تعمیم یافته ها به مزارع کشاورزی می باشد. هدف از اجرای این طرح بهینه سازی مدیریت آبیاری و کشاورزی هوشمندانه به صورت مرحله به مرحله متناسب با ارتقاء پذیرش اجتماعی می باشد. در مزرعه آموزشی و پژوهشی لورک
پژوهشکده/دانشکده
کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان طرح مدیریت هوشمندانه آبیاری ذرت تحت دو سیستم آبیاری قطره ای-نواری و آبیاری قطره ای زیرسطحی برای دو سال اجرا شده است، در این طرح ضمن اجرای هوشمندانه آبیاری به تاریخ کاشت، مدیریت کود نیتروژن، نوع واریته متناسب با تاریخ کاشت، آرایش کاشت، فاصله نوارهای آبیاری و عرض خیس شده در راستای افزایش کارایی و بهره وری مصرف آب توجه ویژه ای شده است. عموما در کشاورزی سنتی آرایش کاشت ذرت روی ردیف بین 12 تا 20 سانتی متر و فاصله ردیف کاشت 70 سانتی متر می باشد، به عبارتی در یک هکتار مزرعه حدود 14285 متر نوار آبیاری یا لوله دریپردار برای آبیاری قطره ای نواری و قطره ای زیر سطحی مورد نیاز است. در این طرح با هدف کاهش متراژ نوار آبیاری (تیپ) مورد نیاز، فاصله بین دو ردیف کاشت از 70 سانتی متر به 30 سانتی متر کاهش داده شد و بین دو ردیف کاشت یک نوار آبیاری به فاصله 15 سانتی متر از دو ردیف کاشت نصب گردید و فاصله بین دو نوار آبیاری از یکدیگر 140 سانتی بود، این موضوع سبب گردید مصرف نوار آبیاری به نصف، 7142 متر، کاهش یابد. از دیگر موارد استفاده از نوار آبیاری با قطر 22 میلی متر با هدف کاهش تعداد مانیفلد ها و طول ردیف در مزرعه و بهبود عملیات زراعی بود. هدف از این اقدامات افزایش بهره وری مصرف آب و افزایش کارایی مصرف آب آبیاری بر پایه پتانسیل های سامانه های نوین آبیاری در کشت های آبی است، بطوری که سود کشاورز نیز حداکثر شود. که پس از پایان تحقیق در سال جاری جمع بندی نهایی اقتصادی ارایه خواهد شد، در تحلیل اقتصادی اهداف متعددی مورد نظر است از جمله بیشترین کارایی مصرف آبیاری، بیشترین عملکرد، کمترین مصرف نوار آبیاری در واحد سطح با کمترین مخاطرات زیست محیطی، مصرف بهینه کود نیتروژن بدون آلودگی زیست محیطی، بهترین تاریخ کاشت و پیشنهاد واریته مناسب برای هر منطقه. دستاورد: نتایج سال گذشته نشان داده است که استفاده از مدیریت آبیاری هوشمندانه مبتنی بر پردازش یکپارچه اطلاعات آب، خاک، گیاه و اتمسفر کارایی مصرف آب ذرت دانه ای را تا 2/2 کیلوگرم دانه بر مترمکعب و کارایی مصرف آب علوفه خشک ذرت سیلویی را تا 4 کیلوگرم بر متر مکعب افزایش داده است. سامانه های نوین آبیاری پتانسیل های زیادی برای مدیریت نهاده ها و آب در مزرعه دارند، که برای استفاده از این پتانسیل ها در مزرعه نیاز به پشتوانه علمی –دانشگاهی است. در این طرح الگوها و سطوح مختلف مدیریت آبیاری در سطح وسیع مورد ارزیابی و تحقیق قرار گرفته است.