تحلیلی بر آب مصرفی بخش کشاورزی مبتنی بر تبخیر وتعرق واقعی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار ، موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی‌، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

2 استادیار پژوهشگاه هواشناسی و علوم جو، تهران، ایران

3 دانشجوی دکتری، گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

تعیین آب مصرفی کشاورزی به عنوان بخش مصرف‌کننده اصلی منابع آبی کشور به منظور برنامه‌ریزی و مدیریت مصرف منابع و برقراری امنیت غذایی، امنیت آبی و بهبود معیشت جمعیت رو به افزایش، از اهمیت بسیاری برخوردار است. آب مصرفی یا تبخیر و تعرق واقعی، بخشی از آب کاربردی و یا تحویلی به بخش کشاورزی است که از دسترس خارج می‌شود و امکان استفاده مجدد از آن نیست. تخمین توزیع مکانی تبخیر و تعرق واقعی (ETa) بر اساس داده‌های ماهواره‌ایی معتبر یک رویکرد نوین در برنامه‌ریزی و تعیین بیلان آب می‌باشد. در مطالعه حاضر از روش‌شناسی معرفی شده توسط سازمان خواربار جهانی (فائو) که در پایگاه اطلاعاتی WaPOR ارائه شده است مقادیر تبخیر، تعرق و تبخیر واقعی در سطح کشور و کاربری‌های زراعت، باغ و دیم استخراج شد. نتایج نشان داد بیشترین تبخیر و تعرق واقعی نزدیک به 2500 میلی‌متر در سواحل شمالی و دریاچه ارومیه رخ میدهد. نتایج نشان داد، در یک دوره 12 ساله متوسط مقدار تبخیر و تعرق واقعی در اراضی آبی باغ برابر با 30/299 میلی‌متر و در اراضی آبی زراعت 52/301 میلی‌متر بوده است. بر همین اساس میزان تبخیر و تعرق واقعی اراضی آبی در مقیاس کشوری و برای سال 98-1397، برابر با 84/28 میلیارد مترمکعب تعیین گردید که به تفکیک زراعت و باغ برابر با 78/20 و 06/8 میلیارد مترمکعب می باشد. همچنین، 1/72 درصد از این مقدار به تعرق و 9/27 درصد دیگر به تبخیر تعلق دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The interpretation of water consumption in the agricultural sector based on actual evapotranspiration

نویسندگان [English]

  • Hossein Dehghanisanij 1
  • Ebrahim Asadi Oskouei 2
  • Afrooz Taghizadehghasab 3
1 Associate Professor, Agricultural Engineering Research Institute, Agricultural Research Education and Extension Organization, Karaj, Alborz, Iran
2 Assistant Professor, Atmospheric Science & Meteorogical Research Center, Tehran, Iran.
3 PhD student, Department of Soil Science, College of Agriculture, Isfahan University of Technology, Isfahan.
چکیده [English]

Determination of agricultural water consumption, as the main consumer of the country's water resources, is very important in order to plan and manage resource consumption and establish food security, water security and improve the livelihood of the growing population. Water consumption or actual evapotranspiration is the part of water used or delivered to the agricultural sector that is out of reach and cannot be reused. Estimating the spatial distribution of actual evapotranspiration (ETa) based on valid satellite data is a new approach in planning and determining water balance. In the study, amounts of actual evaporation, transpiration and evapotranspiration in the country and agricultural, horticultural and rainfed land uses were extracted using the methodology introduced by Food and Agriculture Organization (FAO), which is presented in the WaPOR database. The results showed that the highest actual evapotranspiration about 2500 mm occurs on the north coast and Lake Urmia. The results showed that the average amount of actual evapotranspiration in irrigated horticultural lands was 299.30 mm and in irrigated agricultural lands was 301.52 mm in a 12-year period. Accordingly, the amount of actual evapotranspiration of irrigated lands on a national scale and for the year 2018-2019 was calculated to 28.84 billion cubic meters, which is equal to 20.78 and 8.06 billion cubic meters for agriculture and horticulture, respectively. Furthermore, 72.1% of that belongs to transpiration and the other of that 27.9% belongs to evaporation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Agricultural water consumption
  • Remote Sensing
  • Water management
بی­نام. 1390. بیلان منابع آب کشور. دفتر مطالعات منابع آب. شرکت مدیریت منابع آب ایران. 21 ص.
پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری. 1386. طرح سیمای اطلس حوزه­های آبخیز کشور.
رحیم­پور، م.، کریمی، ن.ا.، روزبهانی، ر. و افتخاری، م. 1397. اعتبارسنجی و تصحیح محصول تبخیر-تعرق واقعی برآورد شده از محصول WaPOR فائو در ایران با استفاده از داده‌های زمینی. تحقیقات منابع آب ایران. 14(2): 262-249.
وزارت جهاد کشاورزی. 1388. آمارنامه کشاورزی سال زراعی 1388-1387، جلد اول: محصولات زراعی و جلد سوم: محصولات باغبانی.
وزارت جهاد کشاورزی. 1389. آمارنامه کشاورزی سال زراعی 1389-1388، جلد اول: محصولات زراعی و جلد سوم: محصولات باغبانی.
وزارت جهاد کشاورزی. 1390. آمارنامه کشاورزی سال زراعی 1390-1389، جلد اول: محصولات زراعی و جلد سوم: محصولات باغبانی.
وزارت جهاد کشاورزی. 1391. آمارنامه کشاورزی سال زراعی 1391-1390، جلد اول: محصولات زراعی و جلد سوم: محصولات باغبانی.
وزارت جهاد کشاورزی. 1392. آمارنامه کشاورزی سال زراعی 1392-1391، جلد اول: محصولات زراعی و جلد سوم: محصولات باغبانی.
وزارت جهاد کشاورزی. 1393. آمارنامه کشاورزی سال زراعی 1393-1392، جلد اول: محصولات زراعی و جلد سوم: محصولات باغبانی.
وزارت جهاد کشاورزی. 1394. آمارنامه کشاورزی سال زراعی 1394-1393، جلد اول: محصولات زراعی و جلد سوم: محصولات باغبانی.
وزارت جهاد کشاورزی. 1395. آمارنامه کشاورزی سال زراعی 1395-1394، جلد اول: محصولات زراعی و جلد سوم: محصولات باغبانی.
وزارت جهاد کشاورزی. 1396. آمارنامه کشاورزی سال زراعی 1396-1395، جلد اول: محصولات زراعی و جلد سوم: محصولات باغبانی.
وزارت جهاد کشاورزی. 1397. آمارنامه کشاورزی سال زراعی 1397-1396، جلد اول: محصولات زراعی و جلد سوم: محصولات باغبانی.
وزارت جهاد کشاورزی. 1398. آمارنامه کشاورزی سال زراعی 1398-1397، جلد اول: محصولات زراعی و جلد سوم: محصولات باغبانی.
وزارت جهاد کشاورزی. 1399. آمارنامه کشاورزی سال زراعی 1399-1398، جلد اول: محصولات زراعی و جلد سوم: محصولات باغبانی.
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 56. Fao, Rome, 300p.
Bastiaanssen, W. G. M., Cheema, M. J. M., Immerzeel, W. W., Miltenburg, I. J. and Pelgrum, H. 2012. Surface energy balance and actual evapotranspiration of the transboundary Indus Basin estimated from satellite measurements and the ETLook model. Water Resources Research, Wiley Online Library. 48. W11512.
Bastiaanssen, W. G. M., Karimi, P., Rebelo, L. M., Duan, Z., Senay, G., Muthuwatte, L. and Smakhtin, V. 2014. Earth observation based assessment of the water production and water consumption of Nile Basin agro-ecosystems. Remote sensing, Multidisciplinary Digital Publishing Institute. 6(11): 10306–10334.
Blatchford, M. L., Mannaerts, C. M., Njuki, S. M., Nouri, H., Zeng, Y., Pelgrum, H., Wonink, S. and Karimi, P. 2020. Evaluation of WaPOR V2 evapotranspiration products across Africa. Hydrological Processes, Wiley Online Library. 34(15): 3200–3221.
FAO. 2018. WaPOR Database Methodology: Level 1. Remote Sensing for Water Productivity Technical Report: Methodology Series. Rome, FAO. 72p.
FAO, and Delft, I. 2019. WaPOR quality assessment. Technical report on the data quality of the WaPOR FAO database version 1.0. Rome. 134p.
Geshnigani, F. S., Mirabbasi, R. and Golabi, M. R. 2021. Evaluation of FAO’s WaPOR product in estimating the reference evapotranspiration for stream flow modeling. Theoretical and Applied Climatology. 144(1): 191–201.
Javadian, M., Behrangi, A., Gholizadeh, M. and Tajrishy, M. 2019. METRIC and WaPOR estimates of evapotranspiration over the Lake Urmia Basin: Comparative analysis and composite assessment. Water, Multidisciplinary Digital Publishing Institute. 11, 1647. 19p.
Jia, L., Xi, G., Liu, S., Huang, C., Yan, Y. and Liu, G. 2009. Regional estimation of daily to annual evapotranspiration with MODIS data in the Yellow River Delta wetland. Hydrology & Earth System Sciences. 13: 1775–1787.
Karimi, P., Molden, D., Bastiaanssen, W. G. M. and Cai, X. 2012. Water accounting to assess use and productivity of water: evolution of a concept and new frontiers. In Godfrey, J. M.; Chalmers, K. (Eds). Water accounting: international approaches to policy and decision-making. Cheltenham, UK: Edward Elgar. pp. 76-88.
Karimi, P., Pareeth, S. and Fraiture, C. D. 2018. Remote sensing for agricultural water management (rs4awm) educational course within post-graduate program for water professionals. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences - ISPRS Archives. 42(5): 21–27.
Molden, D., Sakthivadivel, R. and Habib, Z. 2001. Basin-level use and productivity of water: Examples from South Asia. IWMI. Research Report 49. Colombo, Sri Lanka. 34p.
Monteith, J. L. 1965. Evaporation and environment. Symposia of the society for experimental biology. Cambridge University Press (CUP). 19: 205–234.
Rahimpour, M., Karimi, N., Rouzbahan, R. and Eftekhari, M. 2018. Validation and Calibration of FAO’s WaPOR Product (Actual Evapotranspiration) in Iran Using In-Situ Measurements. Iran-Water Resources Research. 14(2): 249–262.
Samain, B., Simons, G. W. H., Voogt, M. P., Defloor, W., Bink, N.-J. and Pauwels, V. 2012. Consistency between hydrological model, large aperture scintillometer and remote sensing based evapotranspiration estimates for a heterogeneous catchment. Hydrology and Earth System Sciences. 16(7): 2095–2107.
Tsang, L., Kong, J., Njoku, E., Staelin, D. and Waters, J. 1977. Theory for microwave thermal emission from a layer of cloud or rain. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, IEEE. 25(5): 650–657.
Vörösmarty, C. J., Green, P., Salisbury, J. and Lammers, R. B. 2000. Global water resources: vulnerability from climate change and population growth. Science, American Association for the Advancement of Science. 289(5477): 284–288.
Pettigrew, W.T. 2004. Moisture deficit effects on cotton lint yield, yield components and boll distribution. Agronomy Journal. 96: 377-383.