پهنه ‏بندی نیاز آبی کشت ‏های غالب حاصل از مدل CROPWAT 8.0 در سطح حوضه آبریز دریاچه ارومیه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج.

2 دانشیار، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج.

چکیده

در این مطالعه پهنه ‏بندی میزان تبخیرتعرق (ETC) محصولات گندم، جو، سیب زمینی، چغندرقند، پیاز و یونجه حاصل از مدل CROPWAT 8.0 با استفاده از نرم ‏افزار ArcGIS 10.3 و داده ‏های 21 ایستگاه هواشناسی سینوپتیک در سطح حوضه آبریز دریاچه ارومیه در دو سال زراعی 93-1392 و 94-1393 انجام شده است. ابتدا با استفاده از داده‏ های اقلیمی، طول و عرض جغرافیایی، ارتفاع ایستگاه هواشناسی، خاک و محصول مقادیر تبخیرتعرق محصولات (ETC) در دو سال مذکور برآورد شد و سپس مقادیر ETC در دو سال زراعی در سطح کل حوضه پهنه ‏بندی و کلاسه ‏بندی شد. به ‏طور کلی نتایج نشان داد میزان تبخیرتعرق در سطح حوضه متفاوت بوده که بیانگر تاثیر شرایط آب و هوایی در پهنه‏ های مختلف حوضه بر میزان تبخیرتعرق است. همچنین بررسی‏ ها نشان داد که تفاوت در نیاز آبی بدست آمده حاصل از داده‌های ایستگاه‏ های هواشناسی در بین سال های مورد بررسی نیز قابل ملاحظه بوده و تعدد ایستگاه ‏های هواشناسی در منطقه می‏ تواند تنوع نیاز آبی کشت‏ های غالب منطقه را بهتر نشان دهد. بررسی‏ پارامترهای اقلیمی در ایستگاه‏ های مورد مطالعه نشان داد در مناطقی که بیش‏ترین میزان تبخیرتعرق حاصل شده اغلب دارای رطوبت نسبی پایین و دمای بالاتر بوده است. با توجه مساله کم ‏آبی، برآورد نیاز آبی محصولات در پهنه ‏های مختلف می ‏تواند در خصوص مصرف آب در بخش کشاورزی تعیین کننده باشد. لذا در نظر گرفتن تفاوت‏ های آب و هوایی در برآورد تبخیرتعرق و نیاز آبیاری محصولات کشاورزی در راستای مدیریت پایدار ضروری است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Water-use Zoning of major crops obtained from CROPWAT 8.0 model in the Urmia Lake basin

نویسندگان [English]

  • omid raja 1
  • Masoud Parsinejad 2
1 Ph.D. Candidate, Department of Irrigation and Reproduction Engineering, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj.
2 Associate Professor and Professor Respectively, Department of Irrigation and Reproduction Engineering, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, karaj.
چکیده [English]

In this study, the water-use zoning (ETC) of wheat, barley, potato, sugar beet, onion and alfalfa crops obtained from CROPWAT 8.0 model using ArcGIS 10.3 software and data from 21 synoptic meteorological stations in the Urmia Lake basin has been at 2013-14 and 2014-15. At First, the average ETC values were estimated using climatic data, longitude and latitude, meteorological station height, soil and crop in the two years and then in the whole basin zoned and classified. Overall, the results showed that the rate of evapotranspiration was different across the basin, which indicates the effect of weather conditions in different areas of the basin on the value of evapotranspiration. Investigations also showed that the difference in water demand obtained from meteorological station data between the years under study is significant and the number of meteorological stations in the region can improve the diversity of water needs of the major crops in the region. Surveys of climatic parameters in the studied stations showed that in the areas where the highest rate of evapotranspiration was obtained, it was often with low relative humidity and higher temperature. Due to the problem of water scarcity, accurate estimation of water-use of crops in different areas can be decisive for water consumption in agriculture. Therefore, it is necessary to consider climatic differences in estimating evapotranspiration and irrigation requirement of agricultural crops for sustainable management.

کلیدواژه‌ها [English]

  • evapotranspiration
  • Urmia Lake Basin
  • Climate condition
  • CropWat
امینی، ع.، پرهمت، ج. و سدری، م.ح.  ۱۳۹۹.  بررسی بهره‏وری فیزیکی و اقتصادی آب در محصولات عمده زراعی در حوضه تلوار استان کردستان، مجله مهندسی و مدیریت آبخیز، ۱۲(2): ۴۸۱-۴۹۱.
امینی، ع.، حیدری، ر. و فقیه، ه. 1393. نقشه پهنه‏بندی اقلیم در تعین نیاز خالص آبیاری محصولات باغی استان کردستان، دانش نوین کشاورزی پایدار، 10(1): 13-1.
 باهک، ب. ۱۳۹۴. پیش‏بینی و ارزیابی روند بلندمدت الگوهای زمانی دمای زاهدان و تاثیر آن بر تبخیر و تعرق پتانسیل،  فصلنامه جغرافیا، ۱۳(44): 257-239.
برزگری، ف. و ملکی‏نژاد، ح. 1395. بررسی نیاز آبی بخش کشاورزی تحت شرایط تغییر اقلیم (مطالعه موردی: دشت یزد اردکان)، علوم و مهندسی آبیاری، 39(4): 95-85.
برزگری، ف. و ملکی‏نژاد، ح. 1397. بررسی اثرات تغییر اقلیم بر نیاز آبی و پایداری مصرف آب در بخش کشاورزی دشت یزد- اردکان،  بوم‏شناسی کشاورزی، 10(4): 1176-1161.
بیدآبادی م.، بابازاده ح. و سرائی تبریزی، م. 1398. ارزیابی نیاز آبی پتانسیل گیاهان (مطالعه موردی: سایت دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران)، مجله محیط زیست و مهندسی آب، 1(5): 56-36.
پوریوسف، س.، ناظمی، ا.ح. و صدرالدینی، س.ع. 1398. اثرات تغییر اقلیم بر کارکرد سیستم آبیاری تحت فشار (مطالعه موردی: آبیاری قطره‏ای سد ستارخان، آذربایجان شرقی)، مجله پژوهش آب ایران، 33: 9-1.
حکمت‏نیا، م.، حسینی، س.م. و صفدری، م. ۱۳۹۹. مدیریت منابع آب کشاورزی استان سیستان و بلوچستان از دیدگاه آب مجازی، مجله مهندسی آبیاری و آب ایران، ۱۱(41): 149-137.
رمضانی اعتدالی، ه.، نظری، ب.، توکلی، ع. و پارسی‏نژاد، م. 1388. ارزیابی مدل CROPWAT در مدیریت کم­آبیاری گندم و جو در منطقه کرج، مجله آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، 23(1): 129-119.
سپاسخواه، ع. 1377. نگرشی دوباره بر روش­های محاسبه تبخیر و تعرق گیاهان زراعی. سمینار آموزشی، دانشکده کشارزی، دانشگاه شیراز، ارائه شده به صورت شفاهی.
سرائی تبریزی، م.، پارسی نژاد، م. و بابازاده، ح. 1393. ارزیابی کارائی مدل CROPWAT 8.0 در پیش‏بینی و برآورد مصرف آب و میزان عملکرد محصول سویا با استفاده از داده‏های مزرعه‏ای در منطقه کرج، نشریه زراعت، 102: 170-161.
 شیداییان، م.، ضیاءتبار احمدی، م.خ. و فضل اولی، ر. ۱۳۹۳.  تاثیر تغییر اقلیم بر نیاز خالص آبیاری و عملکرد محصول برنج (مطالعه موردی: دشت تجن)، نشریه آب و خاک، ۲۸(6): ۱۲۸۴-۱۲۹۷.
ضیاءتبار احمدی، م.خ. 1374. بررسی و مقایسه روش­های محاسبه تبخیر- تعرق پتانسیل در استان مازندران، نیوار، 43: 70-51.
 طالبی، ع.، پورمحمدی، س. و رحیمیان، م.ح. 1389. بررسی عوامل مؤثر در تبخیر و تعرق مرجع، با استفاده از آنالیز حساسیت معادله فائو پنمن مانتیث مطالعه موردی: ایستگاه‏های یزد، طبس و مروست، فصلنامه پژوهش های جغرافیای طبیعی، ۴۲(73): 110-97.
طایفه‏رضایی، ح.، احمدآلی، ج. و احمدآلی، خ. 1398. ارزیابی راندمان کل آبیاری و هیدرومدول واقعی با استفاده از روش بیلان آب (مطالعۀ موردی، دشت نازلوچای ارومیه)، تحقیقات سازه‏های آبیاری و زهکشی، 20(76): 142-125.
علیقلی‏نیا، ت.، رضایی، ح.، بهمنش، ج. و منتصری، م. 1395. تخمین و ارزیابی ردپای آب آبی و سبز محصولات عمده مورد کشت در حوضه آبریز دریاچه ارومیه، پژوهش‏های حفاظت آب و خاک، 23(3) : 344-337.
لشکری، ح.، کیخسروی، ق. و رضایی، ع. 1387. تحلیل کارایی مدل CROPWAT در برآورد نیاز آبی محصول گندم در غرب کرمانشاه: شهرستان­های اسلام آبادغرب، سرپل ذهاب وروانسر، فصلنامه مدرس علوم انسانی، 13(1): 270-248.
مبانی مدل تخصیص آب کشاورزی در شرایط خشکسالی در حوضه دریاچه ارومیه.1391. برنامه مدیریت ریسک خشکسالی حوضه آبریز دریاچه ارومیه، کارگروه مدیریت پایدار منابع آب و کشاورزی، 7: 46-1.
نجفی، پ. و ستار، م. 1384. ارزیابی دقت نرم افزار CROPWAT در تخمین تبخیر و تعرق گیاه مرجع در منطقه اصفهان، مجله پژوهش آب در کشاورزی، 1(1): 11-1.
نی‏نیوا، س.پ.، شاهدی، ک.، زاهدی، ص.ا. و انتظامی، ه.  ۱۳۹۹. سهم برآورد رواناب ناشی از ذوب برف در تامین نیاز آبی اراضی زراعی زیرحوضه چهل‏گزی، استان کردستان، مجله مهندسی و مدیریت آبخیز، ۱۲(4): 976-962.
نیکبخت، ج.، میرلطیفی، س.م. و کمالی، غ.غ. 1380. مقایسه تبخیرتعرق محاسبه شده با روش­های فائو-پنمن-مانتیث، پنمن-رایت و هارگریوز-سامانی در منطقه تهران. مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، 8(4): 13-3.
Akinbile, C.O., Ogundipe, A. and Davids, R.O. 2020. Crop water requirements, biomass and grain yields estimation for upland rice using CROPWAT, AQUACROP and CERES simulation models. Agricultural Engineering International: CIGR Journal, 22(2): 1-20.
Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D. and Smith, M.1998. Crop Evapotranspiration Guidelines for computing crop water requirements. FAO Irrigation and Drainage Paper, No. 56, Rome, Itally, 300 pp.
Banerjee, S., Chatterjee, S., Sarkar, S. and Jena, S. 2016. Projecting Future Crop Evapotranspiration and Irrigation Requirement of Potato in Lower Gangetic Plains of India using the CROPWAT 8.0 Model. Potato Research, 59(4): 313-327.
Chaali, N., Ouazaa, S., Jaramillo-Barrios, C.I., Carrillo, G. A.A. and Pedraza, E.Á.Á. 2020. Edaphoclimatic characterization and crop water requirement of Arracacha (Arracacia xanthorrhiza Bancroft) roots in upland production areas. Scientia Horticulturae, 272: 109533.
Clarke, D., Smith, M., El-Askari, K. 2001. CROPWAT for Windows: User Guide. IHE.
Deo, K., Mishra, S. R., Singh, A. K., Mishra, A. N. and Singh, A. 2017. Water requirement of wheat crop for optimum production using CROPWAT model. Journal of Medicinal Plants, 5(3): 338-342.
Droogers, P., Immerzeel, W.W. and Lorite, I.J. 2010. Estimating actual irrigation application by remotely sensed evapotranspiration observations Agriculture Water Management, 97: 1351–1359.
Govere, S., Nyamangara, J. and Nyakatawa, E.Z. 2020. Climate change signals in the historical water footprint of wheat production in Zimbabwe. Science of The Total Environment, 742:140473.
Hargreaves, G.H. 1994. Defining and using reference evapotranspiration. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 120(6):1132-39.
Hill, R.W., Rayan, K.H., Butters, R.L., Keller, A.A., Stewart, F.R. and Bomen, R.J. 1983. CRSPM yield simulation model. Utah State University. Logan. Utah.
Khattak, M. S. 2017. Impacts of Climate Change on Crop Water Requirement under Multi-Representative Concentration Pathways during Mid-Century: A Case Study of Di Khan. Journal of Engineering and Applied Sciences (JEAS), Peshawar, 36(1).
Khazaei, B., Khatami, S., Alemohammad, S.H., Rashidi, L., Wu, C., Madani, K., Kalantari, Z., Destouni, G. and Aghakouchak, A. 2019. Climatic or regionally induced by humans? Tracing hydro-climatic and land-use changes to better understand the Lake Urmia tragedy. Journal of hydrology 569: 203-217.
Kousari, M.R., Asadi Zarch, M.A., Ahani, H. and Hakimelahi, H. 2013. A survey of temporal and spatial reference crop evapotranspiration trends in Iran from 1960 to 2005. Climatic Change 120: 277–298.
Kuo, Sh. F., Lin, B.J. and Shieh. H.J. 2001. CROPWAT Model to Evaluate Crop Water Requirements in Taiwan. International Commission on Irrigation and Drainage. 1st Asian Regional Conference, Seoul.
Mansouri, Z. and Menani, M. R. 2017. Assessment of the Water Needs of Apricot and Olive Crops Under Arid Climatic Conditions: Case Study of Tinibaouine Region (Northeast of Algeria). International Journal of Geomate12(30): 46-52.
Nithya, K. B. and Shivapur, A. V. 2016. Study on water requirement of selected crops under tarikere command area using CROPWAT. Irrigation and Drainage Systems Engineering, 5(153): 1-4.
Pushpalatha, R., Amma, S.S., George, J., Rajan, S. and Gangadharan, B. 2020. Development of optimal irrigation schedules and crop water production function for cassava: study over three major growing areas in India. Irrigation Science, 1-11.
Rahimi, D., Khademi, S. and Nadafi, S. 2014. Estimation of evaporation and transpiration of wheat plant in Zaraghan station using CROPWAT model. International journal of Advanced Biological and Biomedical Research 2(4): 1362-1370.
Schiermeier, Q .2014. Water risk as world warms. Nature, 505:10–11.
Surendran, U., Sushanth, C.M., Mammen, G. and Joseph, E.J. 2017. FAO-CROPWAT model-based estimation of crop water need and appraisal of water resources for sustainable water resource management: Pilot study for Kollam district-humid tropical region of Kerala, India. Current Science (00113891), 112 (1).
Tabari, H., Marofi, S., Aeini, A., Talaee, P.H. and Mohammadi, K. 2014. Sensitivity of evapotranspiration to climatic change in different climates. Global and Planetary Change, 115: 16–23.
Tanasijevic, L., Todorovic, M., Pereira, L.S., Pizzigalli, C. and P. Lionello. 2014. Impacts of climate change on olive crop evapotranspiration and irrigation requirements in the Mediterranean region. Agricultural Water Management, 144: 54–68.
Zhang, X., Chen, S., Sun, H., Shao, L. and Wang, Y. 2011. Changes in evapotranspiration over irrigated winter wheat and maize in North China Plain over three decades. Agricultural Water Management 98: 1097–1104.