ارزیابی بهره‌وری آب در شبکه آبیاری و زهکشی کشت و صنعت نیشکر میرزا کوچک خان با استفاده از سنجش از دور

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 دانشیار گروه آبیاری و زهکشی دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

3 دانشیار بخش تحقیقات مهندسی آبیاری تحت فشار، موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، کرج، کرج، ایران

4 استاد گروه آبیاری و زهکشی دانشکده مهندسی آب، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

چکیده

در تحقیق حاضر مدیریت آبیاری و بهره­وری از آب در شبکه آبیاری و زهکشی کشت و صنعت نیشکر میرزاکوچک خان توسط شاخص­های گیاهی با استفاده از  نقشه­های پوشش گیاهی و رطوبتی سطح خاک  حاصل از الگوریتم سبال و تصاویر ماهواره TERRA سنجنده MODIS ، مورد ارزیابی قرار گرفت. در ابتدا با پیش پردازش اطلاعات حاصل از تصاویر ماهواره­ای در طول دوره رشد برای 2 سال متوالی 1384 و 1385 ضریب بازتاب پوشش سطح زمین، ضریب تابش سطح زمین و شاخص­های گیاهی NDVI، SAVI، GVI وBGR تعیین و سطح زیرکشت و تراکم کشت محاسبه شد. با بهره­گیری از الگوریتم سبال، اجزای بیلان انرژی درسطح زمین تعیین و تبخیر و تعرق واقعی اراضی تحت کشت محاسبه گردید و به­عنوان آب مصرفی برای بررسی عرضه نسبی آب آبیاری مورد استفاده قرار گرفت. عملکرد بیولوژیکی گیاه نیشکر به کمک متوسط تشعشع روزانه خورشیدی و تشعشع جذب شده مؤثر در فتوسنتز گیاه در غالب شاخص BGR تعیین و به­عنوان نمادی از تولید محصول منظور و سودمندی آب از نسبت عملکرد زیستی به میزان تبخیر-تعرق واقعی برآورد شد. روند تغییرات فصلی برای عملکرد زیستی، شاخص­های گیاهی و تبخیر-تعرق واقعی گیاه حاصل شد. بررسی میزان عرضه و تقاضای آب بیانگر آن است که کمبود آبی در این شبکه وجود ندارد و بخشی از آب اضافی وارد شده به شبکه صرف آبشویی نمک در پروفیل خاک می­شود. متوسط سودمندی آب برای عملکرد زیستی در این شبکه برای سال­های 1384 و 1385 به­ترتیب 21/5 و 16/6 کیلوگرم بر متر مکعب بود. هم­چنین عرضه نسبی آب برای سال های 1384 و 1385 به­ترتیب 67/1 و 73/1 می­باشد. نتایج حاصل دلالت بر آن دارد که روش پیشنهادی برای ارزیابی بهره­وری آب در سطوح گسترده مانند شبکه­های آبیاری و زهکشی مناسب و کاربردی می­باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Application of Remote Sensing in the Evaluation of water productivity of irrigation and Drainage Networks, Case Study: Mirza koochak khan agro-Industrial Company

نویسندگان [English]

  • Mostafa Assari 1
  • Seyed Majid Mirlatifi 2
  • Mehdi Akbari 3
  • Abed Ali Naseri 4
1 PHD student of Tarbiat Modares University., Tehran., Iran
2 Associate Professor, Dept. of Irrigation and Drainage Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
3 Assistant research professor, Agricultural Engineering Research Institute., Karaj., Iran
4 Professor Irrigation and Drainage Eng., Agriculture Faculty, Shahid Chamran university, Ahvaz., Iran
چکیده [English]

In the present research, irrigation management and water productivity on irrigation and drainage networks of Mirza koochak khan agro Industrial Company is evaluated by vegetation index and soil surface moisture maps resulted from SEBAL algorithm and TERRA-MODIS satellite images.
In the first stage, reflection coefficient of ground surface, ground radiation coefficient, vegetation indexes such as NDVI, SAVI, GVI and BGR were determined by data preprocessing obtained from satellite images during growth period for 2 years of 1384 and 1385. Then cultivation area and density were estimated.
Using the SEBAL algorithm, elements of energy balance on ground surface and Real evapotranspiration were computed and assumed as the water consumption and relative supply of water. Biological production of sugarcane obtained using the average daily solar radiation and fraction of photosynthetic absorbed radiation is determined in form of BGR index and assumed as a symbol of production. Water productivity is resulted from the ration of biological production to real evapotranspiration. Process of seasonal variation is gained for biological production, vegetation index and evapotranspiration. Studying of water supply and demand presents no lack of water in this network and the fraction of overflow is used for salt leaching in soil profile. Average water productivity for biological production in this network for two years of 1384 and 1385 is 4.24 and 5.32 kg/m3. In addition, relative water supply for these two years are 1.67 and 1.73 respectively. Results of this study, suggests the application of this method for water productivity evaluation in large scale irrigation and drainage networks.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Vegetation Index
  • SEBAL Algorithm
  • Water productivity
  • MODIS Sensor

بی نام. 1385. گزارش میاندوره­ای طرح مطالعاتی بررسی عوامل  موثر بر نوسانات سطح ایستابی در اراضی کشت و صنعت میرزا کوچک خان. شرکت توسعه نیشکر و صنایع جانبی، معاونت بهره برداری.

رمضانی اعتدالی،ه. لیاقت،ع. ناصری،ع. a1387. تخمین سطح مورد نیاز برای کنترل زه­آب­های شور با استفاده از حوضچه­های تبخیری.(مطالعه­ی موردی: واحد میرزاکوچک خاندر خوزستان). مجله آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، جلد 22. 2:

رمضانی اعتدالی،ه. لیاقت،ع. ناصری،ع. b1387. بررسی اثر آب آبیاری و کمیت و کیفیت سطح ایستابی بر عملکرد مزارع نیشکر (مطالعه موردی: واحد میرزاکوچک خان خوزستان). دومین همایش ملی مدیریت شبکه­های آبیاری و زهکشی. بهمن 1387 اهواز.

رمضانی اعتدالی،ه. لیاقت،ع. ناصری،ع. c1387. بررسی کارایی مصرف آب در مزارع نیشکر (مطالعه موردی: واحد میرزاکوچک خان خوزستان). دومین همایش ملی مدیریت شبکه های آبیاری و زهکشی. بهمن 1387 اهواز.

مباشری،م. 1385. برآورد میزان تبخیر- تعرق در دشت­های مرکزی و شمالی خوزستان با استفاده از تصاویر ماهواره­ای لندست ETM+7. گزارش­های نهائی طرح پژوهشی به سازمان آب و برق خوزستان 1385.

مأمن پوش،ع. عباسی،ف و موسوی،ف.  1380. ارزیابی بازده کاربرد آب در روش­های آبیاری سطحی، مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی، 9: 58-43.

Adamchuk,V.I., Hummel,J.W., Morgan,M. T and Upadhyaya,S.K. 2004. On-The-Go soil sensors for Precision agriculture. Computers and Electronics in agriculture, 44.1:71-91.

Akbari,M., Toomanian,N., Droogers,P., Bastiaanssen,W and Gieske,A. 2007. Monitoring Irrigation performance in Esfahan Iran using NOAA satellite imagery. Agriculture Water Management. 88: 99-109.

Bastianssen,W.G.M and Chandrapala,L. 2003. Water balance variability across Sri lanka for assessing agricultural and environmental water use. Agriculture Water Management. 58.2: 171–192.

 Bastianssen,W.G.M., Menenti,M., Feddes,R.A and Holtslong,A.A. M. 1998. A remote sensing surface energy balance algorithm for land (SEBAL), part 1: formulation. Journal Of Hydrology. 212-213. 198–212.

Chemin,Y.A., Platonoy,M., Ul- Hassan and Abdullaey,I.  2004. Using remote sensing data for water depletion assessment at administrative and irrigation system levels. Agriculture Water Management. 64.3:183-196.

Drysdale,G and Metternicht,G. 2003. Remote sensing for site-specific crop management. Evaluating the potential of Digital Multi-Spectral Imagery (DMSI) for monitoring crop variability and weeds within paddocks. 14th international farm management association conference, Perth, WA. August 2003.

Parodi,G.N. 2002. AHAS, AVHRR hydrological analysis system software developed by institute for remote sensing and earth science-water resources division. The Netherlands.

Panda,S. Ames,D.P. Panigrahi,S. 2010. Application of vegetation indices for agricultural crop yield prediction using Neural Network techniques. Remote Sensing. 2: 673-696.