برآورد تبخیرتعرق و نیاز آبی محصولات زراعی در مناطق با تنوع اقلیمی و ارتفاعی (مطالعه موردی: استان قم)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه احیا مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 گروه مهندسی آب دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)

3 کارشناس ارشد آبیاری و زهکشی

چکیده

برآورد نیاز آبی محصولات زراعی در مناطقی مانند استان قم که دارای تنوع اقلیمی و ارتفاعی بوده و تراکم شبکه ایستگاهی کمی دارند همواره با مشکل روبرو بوده است. در این مطالعه به برآورد نیاز آبی محصولات زراعی مهم در این استان پرداخته شد. پارمترهای اقلیمی با استفاده از روابط رگرسیونی استخراج شده نسبت به ارتفاعات موجود در هر محدوده اصلاح شد و نیاز آبی خالص در هر محدوده در طبقات ارتفاعی مختلف محاسبه شد. نتایج نشان داد که نیاز آبی خالص همه‌ی محصولات مورد بررسی در محدوده ساوه بیشترین مقدار را دارد. همچنین در محصولات پاییزه (گندم، جو و کلزا)، کمترین نیاز آبی خالص در محدوده گرمسار و در بین محصولات بهاره (پنبه، یونجه و ذرت علوفه‌ای) در محدوده ساوه-تفرش مشاهده می‌شود. میانگین نیاز آبی خالص سالانه‌ی گندم، جو و کلزا در محدوده‌ی ساوه به ترتیب برابر 7/743، 3/647 و 7/743 میلیمتر است که بیشتر از محدوده‌ی گرمسار می‌باشد. این مقدار برای پنبه، ذرت علوفه‌ای و یونجه در محدوده‌ی ساوه به ترتیب برابر 5/811، 7/435 و 1/875 میلیمتر است که بیشتر از محدوده‌ی ساوه-تفرش می‌باشد. پیشنهاد می‌شود از کشت محصولات پاییزه در محدوده ساوه به دلیل میزان آب مجازی بالاتر اجتناب و بیشتر محصولات بهاره کشت شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Estimation of crop evapotranspiration and water requirement over different agro-climatic conditions (Case study: Qom province)

نویسندگان [English]

  • Khaled Ahmadaali 1
  • Abbasali Pourmohseni 3
1 Assistant Professor in Irrigation and Drainage Engineering, Department of Arid and Mountainous Regions Reclamation, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran ., Tehran., Iran
3 MSc in Irrigation and Drainage Engineering
چکیده [English]

Estimates of water requirement in areas such as Qom province have always been a difficult task due to their different agro-climatic zones and latitudinal ranges, and low density of weather station network. In this study, estimation of evapotranspiration and water requirement of major crops was studied in Qom province. Initially, the studied area was divided into four sub-areas of Qom, Saveh-Tafresh, Saveh and Garmsar which have different climatic conditions. Then, the climate parameters were amended using the obtained regression equations from the elevations in each sub-area and the net irrigation requirement was calculated in each sub-area at various altitudes. The results showed that the amount of net irrigation requirement of all selected crops in Saveh was higher than other zones. The minimum net irrigation requirement of winter (wheat, barley, and canola) and spring (cotton, alfalfa, corn) crops was in the Garmsar and Saveh-Tafresh zone, respectively. Average net irrigation requirement of wheat, barley and canola in Saveh zone was 743.7, 647.3 and 743.7 mm more than Garmsar zone, respectively. This amount for cotton, corn and alfalfa in Saveh was 811.5, 354.7 and 1.875 mm more than Saveh-Tafresh zone, respectivelyIt was concluded that cultivation of winter crops in Saveh zone is not suitable due to higher virtual water compared to other areas and cultivation of spring crops is recommended in this zone.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Effective Rainfall
  • Penman-Monteith FAO 56
  • crop coefficients
  • spring and winter crops

ابراهیمیان،ح و حسن­لی،م. 1395. آبیاری و تغذیه­ آب زیرزمینی. کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران، ص 255.

احمدالی،خ.، رمضانی­اعتدالی،ه.، حسینی­پژوه،ن و پورمحسنی،ع. 1396. ارزیابی سامانه­های نوین آبیاری استان قم. مجله آبیاری و زهکشی ایران. 5. 11: 749-736.

احمدپری،ه.، تنهاپور،م و حاجی­زاده­رودخانه،م. ۱۳۹۴. برآورد نیاز آبی گیاهان زراعی و باغی شهر برازنجان با استفاده از مدل CropWat. اولین همایش بین المللی و سومین همایش ملی مهندسی و مدیریت کشاورزی، محیط زیست و منابع طبیعی پایدار، همدان.

بختیاری،ب.، محبی­دهاقانی،ع و قادری،ک. 1394. برآورد تبخیر تعرق مرجع روزانه با حداقل داده­های هواشناسی در اقلیم­های نیمه‌خشک منتخب ایران. تحقیقات منابع آب ایران. 3. 11: 144 – 131.

دلگرم،س.، رحیم­پور،م.، بختیاری،ب و سیاری،ن. 1394. مقایسه تبخیر تعرق واقعی حاصل از داده­های لایسیمتری و الگوریتم SEBAL  در دشت کرمان، با استفاده از تصاویر سنجنده  MODIS. تحقیقات آب و خاک ایران. 2. 46: 383-373.

ذاکری­نیا،م.، قربانی،خ و هزارجریبی،ا. 1393. تعیین نیاز آبی گیاهان الگوی کشت شبکه آبیاری با استفاده از ArcET (مطالعه موردی: دشت درودزن فارس). نشریه پژوهش­های آب و خاک. 2. 20: 208- 191.

رمضانی خوجین،ع.ر.،  خیرخواه زرکش،م.، دانش کار آراسته،پ.، مریدی،ع. و علیمحمدی،ر. 1395. تحلیل حساسیت تبخیر - تعرق محاسبه شده با استفاده از مدل بیلان انرژی روزانه و مقایسه آن با مدل سبال. تحقیقات منابع آب ایران. 1. 12: 28-18.

زارع ابیانه،ح.، بیات ورکشی،م.،سبزی­پرور،ع.ا.، معروفی،ص و قاسمی،ع. 1389. ارزیابی روش­های مختلف برآورد تبخیر تعرق گیاه مرجع و پهنه­بندی آن در ایران. پژوهش­های جغرافیای طبیعی. 74: 110-95.

سهرابی،ت و پایدار،ز. 1394. اصول طراحی سیستم­های آبیاری. انتشارات دانشگاه تهران. چاپ سوم. ص 406.

شعبانی،ع.، سپاسخواه،ع.ر.، بهرامی،م و رزاقی،ف. 1396. کاربرد تلفیقی روش شبکه عصبی و روش­های محاسباتی جهت تخمین دقیق­تر تبخیر تعرق مرجع. تحقیقات منابع آب ایران. 1. 13: 162-152.

علوی،ع و رحیمی­خوب،ع. 1395. ارایه یک رابطه ساده برای تعیین تبخیر - تعرق مرجع با استفاده از داده­های ماهواره نوا. تحقیقات آب و خاک ایران.  1. 74: 85-77.

علیزاده,ا.، کمالی، غ.ع.، خانجانی،م.ج و رهنمود،م.ر. 1380 . ارزیابی روش­های برآورد تبخیر-تعرق در مناطق خشک ایران. فصلنامه تحقیقات جغرافیایی.73: 105 – 97.

قمرنیا،ه.، غلامیان،م و کمالی،ن. 1395. برآورد تبخیر تعرق و ضرایب گیاهی در گیاه ذرت با استفاده از تصاویر ماهوارهای لندست 8 مطالعه موردی  )دشت سراب نیلوفر کرمانشاه(. تحقیقات منابع آب ایران . 4. 12: 107-93.

قمرنیا،ه. و موسی­بیگی،ف. 1393. برآورد نیاز آبی، ضرایب گیاهی یک جزئی و دوجزئی نعناع فلفلی (Mentha pipertia L.). نشریه آب و خاک. 4. 48: 678 – 670.

قیصر،م.، میرلطیفی،س.م.، همایی،م و اسدی،م.ا. 1385. تعیین نیاز آبی ذرت علوفه­ای و ضریب گیاهی آن در مراحل مختلف رشد. مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی. 7. 28: 125-142.

کریمی،ش و پناهنده،ع. ۱۳۸۸، راهنمای محاسبات استاندارد نیاز آبی گیاه با استفاده از نرم افزار CROPWAT8.0. دهمین سمینار سراسری آبیاری و کاهش تبخیر، کرمان، دانشگاه شهید باهنر.

مهدوی،م. 1394. هیدرولوژی کاربردی (جلد اول). انتشارات دانشگاه تهران. چاپ یازدهم. ص 360.

هادیانی،م.، جهانبخش،س.، رضایی­بنفشه،م و دین­پژوه،ی. 1390. نقش شرایط توپوگرافی در برآورد گرادیان بارندگی طبقات ارتفاعی مناطق کوهستانی (مطالعه موردی دامنه­ شمالی البرز مرکزی). فصلنامه علوم و فنون منابع طبیعی. 2. 6: 25 -15.

Allen,R.G., Pruitt,W.O., Businger,J.A., Fritschen,L.J., Jensen,M.E and Quinn,F.H. 1996. Evaporation and transpiration. In: Wootton et al (Task Com.) ASCE handbook of hydrology., chap 4, 2nd edition. American Society of Civil Engineers. New York, p 125–252. 784 p.

Allen,R.G., Clemmens,A.J.t Burt,C.M., Solomon,K and O’Halloran,T. 2005. Prediction accuracy for projectwide evapotranspiration using crop coefficients and reference evapotranspiration. J. Irrigation and Drainage Engineering. 131.1: 24-36.

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. 300.9: D05109.

Bastiaanssen,W.G.M. 2000. SEBAL-based sensible and latent heat fluxes in the irrigated Gediz Basin. Turkey. Journal of hydrology. 229.1:87-100.

Gong,L., Xu,C.Y., Chen,D., Halldin,S and Chen,Y.D. 2006. Sensitivity of the Penman–Monteith reference evapotranspiration to key climatic variables in the Changjiang (Yangtze River) basin. Journal of hydrology. 329.3: 620-629.

Jensen,M.E., Burman,R.D and Allen,R.G. 1990. Evapotranspiration and irrigation water requirements. ASCE.

Khoob,A.R. 2008. Artificial neural network estimation of reference evapotranspiration from pan evaporation in a semi-arid environment. Irrigation Science. 27.1: 35-39.

Li,F., Lyons,T.J. 2002. Remote estimation of regional evapotranspiration. Environmental Modelling and Software. 17.1: 61-75.

Li,F., Lyons,T.J. 1999. Estimation of regional evapotranspiration through remote sensing. Journal Appllied Meteorology. 38.11: 1644-1654.

Price,J.C. 1990. Using spatial context in satellite data to infer regional scale evapotranspiration. IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing. 28.5: 940-948.

Shamshirband,S., Amirmojahedi,M., Gocić,M., Akib,S., Petković,D., Piri,J and Trajkovic,S. 2015. Estimation of reference evapotranspiration using neural networks and cuckoo search algorithm. Journal of Irrigation and Drainage Engineering. 142.2.

Shiri,J., Marti,P., Nazemi,A.H., Sadraddini,A.A., Kisi,O., Landeras,G and Fard,A.F. 2015. Local vs. external training of neuro-fuzzy and neural networks models for estimating reference evapotranspiration assessed through k-fold testing. Hydrology Research. 46.1: 72-88.

Sucksdorff,Y and Ottle,C. 1990. Application of satellite remote sensing to estimate areal evapotranspiration over a watershed. Journal of hydrology. 121.1-4: 321-333.

Sun,L and Song,C. 2008. Evapotranspiration from a freshwater marsh in the Sanjiang Plain, Northeast China. Journal of hydrology. 352.1: 202-210.

Xu,C.Y., Gong,L., Jiang,T., Chen,D and Singh,V.P. 2006. Analysis of spatial distribution and temporal trend of reference evapotranspiration and pan evaporation in Changjiang (Yangtze River) catchment. Journal of hydrology. 327.1:81-93.