بررسی الگوی کشت و بهترین روش آبیاری با روش AHP برای استفاده از پساب شهری اراک

نوع مقاله: مقاله اصلی

نویسنده

استادیار، گروه تحقیقاتی حفاظت خاک و مدیریت آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش منابع طبیعی و کشاورزی استان مرکزی، اراک، ایران

چکیده

ا
امروزه به­علت شرایط کم‌آبی، تصفیه و بازچرخش فاضلاب­ها، ارائه الگوی کشت و روش آبیاری مناسب، مهم­ترین راه­کار در توسعه مدیریت منابع آب می­باشد و می­تواند نقش مهمی در رابطه با مشکلات کم­آبی ایفا نماید. هدف از این پژوهش تعیین کیفیت پساب فاضلاب شهر اراک به‌منظور استفاده آن در کشاورزی، تعیین الگوی کشت، و روش آبیاری مناسب با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) بود. توسعه مدل در قالب دو زیرمدل صورت گرفت. هدف زیرمدل اول، تعیین الگوی کشت بهینه در سطح شبکه آبیاری و هدف زیرمدل دوم، انتخاب مناسب­ترین روش آبیاری با استفاده از پساب بود. پژوهش حاضر از نوع توصیفی مقطعی بوده و نمونه­برداری از پساب و انجام آزمایش­ها جهت تعیین کیفیت پساب و مقایسه با استانداردها صورت گرفت. میانگین پارامترهای COD، BOD5، و DO به­ترتیب 65/49 و 26/23 و mg/l 93/1 و میانگین فلزات سنگین کادمیوم، مس و سرب به ترتیب 0564/0و 08/0و mg/l 512/0، میانگین کلیفرم کل و مدفوعی به ترتیب 882/878 و 558/379 در ml 100 و میانگین تعداد تخم انگل در لیتر 524/0 به­دست آمد. پساب به­دست آمده با استاندارد سازمان محیط­زیست ایران در زمینه استفاده مجدد در کشاورزی مطابقت داشت. بنابراین، بیش­ترین عامل محدودکننده برای تعیین الگوی کشت، هدایت الکتریکی آب و خاک و سپس هزینه آب بود که بالاترین درصد وزن نسبی به آنها اختصاص داده شده است. در انتخاب بهترین سیستم آبیاری، سیستم­های آبیاری قطره­ای سطحی و قطره­ای زیرسطحی، بالاترین وزن نسبی را به خود اختصاص دادند. 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Assessing the Crop Pattern and the Optimized Irrigation Methods Using AHP Method for Municipal Wastewater Usage in Arak, Iran

نویسنده [English]

  • Amir Moradinejad
Assist. Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Department, Markazi Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Arak, Iran
چکیده [English]

Nowadays, the problem of water scarcity and wastewater treatment and reuse has made the proper crop cultivation pattern and irrigation method as the most important alternative in developing water resources management and could play a crucial role in meeting the water scarcity issues. The purpose of this study was to evaluate the quality of wastewater from Arak city wastewater treatment plant in order to use in agriculture and to determine the pattern of cultivation and appropriate irrigation method using AHP process. Development of model had two sub-models. The purpose of the first model was to determine optimal crop pattern at the irrigation network level and the purpose of the second model was to select the most appropriate method for irrigation using wastewater.  In this descriptive cross-sectional study, wastewater sampling of the Arak wastewater treatment plant was conducted to determine the quality parameters of effluent and comparing them with the standard values. The mean COD, BOD5 and DO parameters were 49.65, 23.26 and 1.93 mg/l respectively; the mean concentration of cadmium, copper, and lead was 0.0564, 0.08, and 0.0512 mg/l, which compliance with the standards set by Iran Environmental Protection Agency for wastewater reuse in agriculture. Total and fecal coliforms of the effluent were 877.882 and 379.558 per 100 ml. The mean number of parasite eggs was 0.52 per liter; hence, it is not recommended for agricultural irrigation. Therefore, the most limiting factor for determining the cultivation pattern is water and soil electrical conductivity followed by water cost, for which the highest Result showed that apart from total and focal coliforms, there is no limitation for re-use of the effluent in agricultural irrigation. In addition, the most limiting factor was determining the pattern of cultivation, the electrical conductivity of water and soil, followed by the cost of water, which had the highest relative weight percentage. In selecting the best irrigation systems, drip irrigation systems, surface and subsurface drip had the highest relative weight, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Agriculture
  • Analytical Hierarchy Process
  • Farahan Plain
  • Water Quality
  • Wastewater
Alaton I. A., Tanik A., Ovez S., Iskender G., Gure M. and Orhon D.  (2007). Reuse potential of urban wastewater treatment plant effluents in Turkey: a case study on selected plants.  Desal., 215(1),159-165.

 

Alizadeh A. (2001). Using reclaimed municipal wastewater for irrigation of corn. international workshop on wastewater reuse management. ICID-CIID. Seoul. Korea, 147-154.

 

Almas A. A. M. and Scholz M. (2007). Potential for wastewater reuse in irrigation: case study from Aden (Yemen). Int. J. Environ. Studies, 63(2), 131-142.

 

Amjad M., Salimi Saboor S. and Maghsoodloo B.  (2006). Study the opportunities of reusing municipal wastewater of the city of Yazd. 9th National Congress on Environmental Health. Isfahan [In Persian].

 

Asadpour H., Khalilian C. and Paikani Gh. (2005). Theory and application of fuzzy ideal linear programming model in optimization of cropping pattern. Agri. Eco. Develop., SI (Product. Effic.), 13, 307-328 [In Persian].

 

Hussain I., Zakir H., Sial M. H., Waqar A. and Hussain M. F. (2007). Optimal cropping pattern and water productivity: A case of Punjab canal. J. Agron., 6, 526-533.

 

Mohammadian F., Shahnoushi N., Ghorbani M. and Aghel H. (2009). Choosing a potential crop pattern by using AHP analysis model (Case Study: Torbat-e-Jam Plain). Sustain. Agri. Sci., 1(19), 171-187 [In Persian].

 

Montazar A.  and Behbahani S. M. (2007). Development of an optimised irrigation system selection model using analytical hierarchy process. J. Biosys. Eng., 97, 125-137 [In Persian].

 

Nasseri S., Sadeghi T., Vaezi F. and Nadafi K. (2012). Quality of Ardabil wastewater treatment plant effluent for reuse in agriculture. J. Health, 3(3), 73-80 [In Persian].

 

Okada H., Styles S. W. and Grismer M. E.  (2008). Application of the analytic hierarchy process to irrigation project improvement: Part II. How professionals evaluate an irrigation project for its improvement. Agri. Water Manage., 95, 205 – 210.

 

Shabani M. K. (2006). Optimal water management and cropping pattern in droudzan irrigation and drainage network using geographic information system (GIS). Master Dissertation in Irrigation and Drainage, Shiraz University [In Persian].

 

Srdjevic B. and Jandric Z. (2010). Analytic hierarchy process in selecting the best irrigation method. Agri. Sys., 103(6), 350-358.

 

Yang H. and Abbaspour K. (2007). Analysis of wastewater reuses potential in Beijing. Desal., 212, 238-250.