ارزیابی کارآیی مصرف آب و برآورد عملکرد گندم با استفاده از مدل SWAPدر بخشی از ‌شبکه آبیاری و زهکشی درودزن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، گروه مهندسی آب، تهران، ایران.

2 استادیار ،دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، گروه مهندسی آب، تهران، ایران.

3 دانشیار، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، گروه آب، تهران، ایران.

4 دانشیار، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد لاهیجان، گروه مهندسی آب، لاهیجان، ایران.

چکیده

اندازه‌گیریاجزایبیلانآبدر فاصله‌هایزمانیکوتاهبه دلیلوقت گیربودنوپرهزینهبودن،مشکلاست. لذا، می‌توان از مدل‌های آب، خاک و گیاه برای برآورد این مولفه‌ها استفاده نمود. در این پژوهش، به منظور برآورد عملکرد دانه و ارزیابی کارآیی مصرف آبازمدلاگروهیدرولوژیکSWAPاستفادهشد. اینپژوهشدریک دوره 10 ساله از 1379-1389 وبخشی از محدوده شبکهآبیاری و زهکشی سد درودزن به نام اراضی پایاب کانال اردیبهشتانجامو مدل برای سال­های1379 تا 1382 براساس داده­های اندازه­گیری شده در مزرعه واسنجی و برای سال­های 1385 تا 1389 صحت سنجی شد. نتایج شبیه‌سازی مولفه‌های بیلان با استفاده از مدل SWAPو همچنین ارزیابی شاخص‌های آماری و مقایسه بین نتایج حاصل از شبیه‌سازی عملکرد دانه گندم نشان می‌دهد،که مدل SWAPعملکرد محصول را به خوبی برآورد نموده، به­طوری­که مقدار R2حدود 98/0 و براساس آزمون مقایسه میانگین t-testدر سطح پنج درصد، تفاوت معنی دار نبود(05/0P>) و مقدار جذر مربعات خطا و جذر مربعات خطای نرمال شده به ترتیب 234 کیلوگرم در هکتار و پنج درصد بدست آمد. با استفاده از نتایج شبیه‌سازی پس از اعتبارسنجی، مقدار شاخص بهره­وری آب آبیاری، بهره­وری تعرق، بهره­وری تبخیر-تعرق و بهره­وری بارندگی+آبیاری به ترتیب بین 77/0تا08/2، 15/1تا 10/2، 68/0تا 26/1 و 6/0 تا 37/1 کیلوگرم بر مترمکعب بدست آمد. ارزیابی نتایج، بررسی روش آبیاری و اقلیم منطقه نشان می‌دهد، تبخیر مستقیم از سطح خاک و اجرای روش آبیاری سطحی سبب کاهش WPET در مقابل WPIشده است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of Water Use Efficiency and Prediction of Wheat Relative Yield with SWAP Model in Doroudzan Irrigation and Drainage Network

نویسندگان [English]

  • Fahimeh Shirshahi 1
  • Hossin Babazadeh 2
  • F. Kaveh 3
  • E. Amiri 4
1
2
3
4
چکیده [English]

Water balance components are difficult to measure in short intervals because their measurement is time consuming and costly. Therefore, soil-water--plant models can be used for prediction of these components. In this study, to predict grain yield and evaluate water use efficiency, an agro-hydrological model, namely, SWAP was used. This study covered a 10-years period from 2000-2010. Based on the data measured in the field, the model was first calibrated for part of the Doroudzan irrigation and drainage network (under Ordibehesht canal downstream lands) for 2000-04, then, it was verified for the years 2005-09. The simulation results of the components of water balance estimated by SWAP and statistical comparison between the simulation results showed that the SWAP model was able to estimate yield accurately. The R2 for the predicted and actual crop production was obtained at 0.98 and, based on average t-test and at 95% level, they were not significantly different. Using the simulation results after validation, water productivity for irrigation water (WPI), transpiration (WPT), evapotranspiration (WPET), and for irrigation and rainfall (WPI+R)were 0.77-2.08, 1.15-2.10, 0.68-1.26, and 0.6-1.37 (kg m-3), respectively. Soil evaporation and using surface irrigation system caused reduction of WPET in comparison to WPI.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Agro-hydrologic model
  • Grain yield
  • Water productivity index

مراجع

  1. اکبری، م. 1383. بهبود مدیریت آبیاری مزارع با استفاده از تلفیق اطلاعات ماهواره ای، مزرعه ای و مدل شبیه‌سازیSWAP. رساله دکتری، دانشگاه تربیت مدرس. ص 180.
  2. امیری، ا.، م. کاووسی و ف. کاوه. 1388. ارزیابی مدل‌های گیاهی OYRZA2000،SWAP وWOFOST در مدیریت‌های مختلف آبیاری. مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی،10(3): 28-13.
  3. بابازاده ح. و م. سرائی تبریزی. 1391. واسنجی مدل SWAP برای شبیه‌سازی عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و کارایی مصرف آب سویا ، مجله علوم و مهندسی آبیاری 35(4):83-96
  4. دهقان، ه.، ا. علیزاده و س. ا. حقایقی مقدم. 1389. تخمین اجزای بیلان آب در مقیاس مزرعه با استفاده از مدل شبیه‌سازیSWAP (مطالعه موردی: منطقه نیشابور). نشریه آب و خاک، 24(6): 1275-1265.
  5. شرکت مهندسی مشاور مهاب قدس، 1390. مطالعات ارزیابی عملکرد و پایش مدیریت بهره برداری و نگهداری، بهبود، ترمیم و بهسازی شبکه آبیاری و زهکشی درودزن.
  6. کیانی، ع. ر، م. همایی. 1386. ارزیابی مدل SWAP در شبیه سازی انتقال آب و املاح در نیمرخ خاک. مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی، 8(1): 13-30.
  7. نحوی نیا م. ج.، ع. شهیدی ،م. پارسی نژاد و ب کریمی. 1389. ارزیابی مدل SWAP در تخمین محصول گندم در شرایط کم آبیاری و شوری در منطقه بیرجند. مجله پژوهش آب ایران، شماره 6: 58-43.
  8. نوروزی اقدم، ا. 1391. امکان­سنجی پیش­بینی اجزاء بیلان آب و عملکرد محصول با استفاده از ترکیب مدل SWAP، مدل اقلیمی RegCM و داده­های ماهواره­ای (مطالعه موردی: شبکه آبیاری و زهکشی درودزن). رساله دکتری، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران. ص 190.
  9. وردی نژاد وحیدرضا، سهرابی ت.،فیضی م.، حیدری ن . و عراقی نژاد ش.،1389. الگوبندی عملکرد محصولات مختلف در شرایط شوری آب آبیاری با استفاده از مدل SWAP ، مجله دانش آب و خاک . 1/20(4) :111-97.
  10. وظیفه دوست، م.، ا. علیزاده، غ.ع. کمالی و م. فیضی، 1387. افزایش بهره وری آب کشاورزی در مزارع تحت آبیاری منطقه برخوار اصفهان. مجله آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، 22(2):484-495.
  11. Allen, R.G., Pereira, L.S. Raes, D. and Smith M. 1998. Crop evapotranspiration, Guidelines for computing crop water requirements. Irrigation and Drainage Paper 56, FAO, Rome, Italy.
  12. Babazadeh, H. and Tabrizi, M.S. 2013. Combined Optimization of Soybean Water Productivity and Crop Yield by Multi-Objective Genetic Algorithm (MOGA). Irrig. and Drain. 62: 425-434
  13. Doorenbos, J. and Kassam A.H. 1979. Yield response to water. FAO Irrigation and Drainage paper, NO 33, Rome, Italy.
  14. Feddes, R.A., Kowalik P. And Zarandy H. 1978. Simulation of field water use and crop yield. Pudoc. Wageningen, pp. 189.
  15. Haghayeghi Moghgadam A .and Farzamnia M. 2012. Effect of irrigation scheduling on indicators of water productivity and sustainable management of groundwater:Case study in Neyshabour Plain ,26 (2) :129-142.
  16. Jhorar, R.K. 2002. Estimation of effective soil hydrolic parameters for water management studies in semi-arid zones. Ph D. Thesis, ISBN 90-5808-644-5, Wageningen University and research Centre, Wageningen, The Netherlands, 157pp.
  17. Kroes, J.G. and Van Dam J.C. Reference manual SWAP version 3.03. Alterra Green World Research, Alterra report 773, ISSN 1566-7197. Wageningen University and Research Centre, Wageningen, The Netherlands, 211p.
  18. Mostafazadeh-fard, B., Mansouri H., Mousavi S.F. and Feizi M. 2008. Application of SWAP Model to predict yield and soil salinity for sustainable agriculture in an arid region. International Journal of Sustainable Development and Planning, 3(4): 334-342.
  19. Mostafazadeh-fard B., Mansouri Mousavi H. and Feyzi M. 2009. Effects of different levels of irrigation water salinity and leaching on yield and yield components of wheat in an arid region. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 135(1): 32-38.
  20. Norouzi Aghdam E., Babazadeh, H., Vazifehdoost, M., Kaveh, F. 2013, Regional Modeling of Wheat yield production using the Distributed Agro-hydrological SWAP, Advances in Environmental Biology, 7(1):86-93.
  21. Qureshi, S.A., Madramootoo C.A. and Dodds G.T. Evaluation of irrigation schemes for sugarcane in sindh, Pakistan, using SWAP93. Agricultural Water Management, 1(54):37-48.
  22. Singh, R. 2005. Water productivity analysis from field to regional scale: integration of crop and soil modeling, remote sensing and geographical information. Ph.D Thesis, Wangeningen University, Wageningen, The Netherlands.
  23. Singh, R., Van Dam, J.C. and Feddes R.A. Water productivity analysis of irrigated crops in sirsa district, India. Agricultural Water Management, 82: 253-278.
  24. Vazifedoust, M., van Dam J.C. Feddes R.A. and Feizi M. 2008. Increasing water productivity of irrigated crops under limited water supply at field scale. Agricultural Water Management, 95: 89-102.
  25. Van Dam, J.C., Huygen J., Wesseling J.G., Feddes R.A., Kabat P., Van Wlsum P.E., Groenendijk P. and Van Diepen C.A. 1997. Theory of SWAP version 2.0. Simulation of water flow, solute transfort and plant growth in soil-water-atmosphere-plant Environment. Technical Document 45. DLO Winand Staring Centre. Wageningen, the Netherlands.
  26. Wösten, J.H.M., Lilly A. Nemes A. and Le Bas C. 1998. Using existing soil data to derive hydraulic parameters for simulation models in environmental studies and in land use planning. Report 156. DLO Winand staring Centre. The Netherlands.
  27. Ying Ma, Y., Feng, S., Huo, Z. and Song, X. 2011. Application of the SWAP model to simulate the field water cycle under deficit irrigation in Beijing, China. Journal of Mathematical and Computer Modeling, 54: 1044-1052.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار