ارزیابی تأثیر افزایش راندمان آبیاری و افزایش سطح زیرکشت بر میزان آب برگشتی و ذخایر آب زیرزمینی با استفاده از مدل SWAT

محورهای موضوعی : مدیریت آب در مزرعه با هدف بهبود شاخص های مدیریتی آبیاری

فرشته بتوخته ¹ , فرهاد میثاقی ² , حسین دهقانی سانیج ³

1 - دانشجو/دانشگاه زنجان
2 - استادیار، گروه مهندسی آب، دانشگاه زنجان
3 - دانشیار پژوهشی، موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی کرج

تاریخ دریافت : 1394/10/06 تاریخ پذیرش : 1395/08/13 تاریخ انتشار : 1395/11/01

کلید واژه: مدل SWAT, سطح زیر کشت, راندمان آبیاری, تغذیه آبخوان,

چکیده مقاله :

تداوم افزایش میزان تقاضا در کشورهای خشک و نیمه خشک باعث افزایش شکاف میان عرضه و تقاضای آب در آینده خواهد شد. بنابراین در این نواحی به‌ویژه در بخش کشاورزی نیاز ضروری به مدیریت منابع آب، مدیریت تقاضا و تخصیص برای دوری جستن از موقعیت‌های بحرانی وجود دارد. هدف از این مطالعه ارزیابی اثرات افزایش راندمان آبیاری همراه با توسعه سطح زیر کشت بر میزان آب برگشتی و ذخایر آب زیرزمینی با استفاده از مدل SWAT می‌باشد. مدل SWAT یک مدل مفهومی-نیمه‌توزیعی در مقیاس حوضه‌ای است که دارای بازده محاسباتی بالا است. پس از انجام شبیه‌سازی حوضه مورد مطالعه طی دوره 2005 تا 2014 در شرایط موجود و انجام واسنجی و صحت‌سنجی خروجی‌های مدل، دو سناریوی افزایش راندمان آبیاری بدون افزایش سطح زیر کشت و افزایش راندمان آبیاری همراه با افزایش سطح زیر کشت به مدل معرفی شد. نتایج نشان داد، با افزایش راندمان آبیاری، میزان آب مصرفی در تولید محصولات کشاورزی از 330 میلیون مترمکعب در سال در سناریوی پایه به 186 میلیون متر مکعب در سال کاهش یافت. همچنین حجم آب برگشتی به حوضه از 133 میلیون متر مکعب در سال در سناریوی پایه به 22/0 و 96/1 میلیون متر مکعب در سال به ترتیب در سناریوی افزایش راندمان آبیاری بدون افزایش سطح زیرکشت و افزایش راندمان آبیاری همراه با افزایش سطح زیرکشت، کاهش یافت. نسبت مقدار تغذیه آبخوان از آب برگشتی در شرایط پایه 6/29 درصد است که با افزایش راندمان آبیاری به صفر می‌رسد.

چکیده انگلیسی:

The continued increase in demand in arid and semi-arid countries, increasing the gap between supply and demand for water in the future. Therefore, in these areas, especially in the agricultural sector an urgent need for water resources management, demand management and allocation is to avoid critical situations. The aim of this study was to evaluate the effects of increasing irrigation efficiency along with the development of cultivation on return water, and the reserves of underground water using SWAT model. SWAT model is a conceptual and half- distribution model at the basin scale that has high computational efficiency. After the simulation basin during the period 2005 to 2014 in base conditions and perform calibration and validation of model outputs, two scenarios of increased irrigation efficiency without increasing the area under cultivation and increasing irrigation efficiency along with increased cultivation was introduced to the models. Based on the results, by increase irrigation efficiency, the water used in agricultural production decreased from 330 million cubic meters per year to 186 million cubic meters per year in base conditions. Also the volume of return flow to the area decreased of 133 million cubic meters per year in base scenario to 0.22 and 1.96 million cubic meters per year in the scenario of increased irrigation efficiency without increasing the area under cultivation and increasing irrigation efficiency along with increased acreage respectively. The return of the amount of water feeding the aquifer from 29.6% in basic conditions with increasing irrigation efficiency reaches zero.

منابع و مأخذ:

طالبی حسین آباد، ف.، ولایتی، س.، داوری، ک.، ثنائی‌نژاد، ح.، حسینی، ع. 1390. تأثیر آب برگشتی در برآورد آب تجدیدپذیر، مطالعه موردی: استان خراسان رضوی، چهارمین کنفرانس مدیریت منابع آب ایران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران. اردیبهشت 1390.

طلوعی، ظ.، دلاور، م.، مرید، س.، احمدزاده، ح.، 1392، بررسی تغییرات راندمان حوضه‌ای مصرف آب و جریان ورودی به دریاچه ارومیه در شرایط عدم قطعیت نیاز ناخالص آبیاری: مطالعه موردی حوضه آبریز زرینه رود، سی و دومین گردهمایی و نخستین کنگره بین‌المللی تخصص علوم زمین، وزارت صنعت، معدن، تجارت. بهمن ماه 1392.

علیزاده، ح.ع.، لیاقت، ع. و سهرابی، ت.، 1393، ارزیابی سناریوهای توسعه سیستم‌های آبیاری تحت فشار بر منابع آب زیرزمینی با استفاده از مدل‌سازی پویایی سیستم، نشریه حفاظت منابع آب و خاک: 3(4) 7480-2251 .

ساجدی‌پور، ع.ا.، صدرقائن، ح.، 1392، بررسی استفاده از سیستم‌های آبیاری میکرو بر سطح زیر کشت باغات در استان‌های منتخب، اولین همایش ملی بهینه‌سازی مصرف آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان. اسفند ماه 1392.

داودی.، حنیفه‌لو،ا.، شیردلی،ع، 1386، ارزیابی سیستم‌های آبیاری بارانی در شرایط جوی متفاوت در منطقه ابهر، نهمین سمینار سراسری آبیاری و کاهش تبخیر، کرمان.

Abbaspour, K.C., J. Yang, L. Maximov, R. Siber and K. Bogner et al. 2007. Modelling  hydrology and water quality in the pre-alpine/alpine Thur watershed using SWAT. Journal of  Hydrology., 333: 413-430.

 Cai, X., Ringler, C., and Rosegrant, M. W., 2001. Does efficient water management matter? physical and economic efficiency of water use in the river basin (No. 72) International Food Policy Research Institute (IFPRI). 55 pages.

 Gates. T. K., Garcia. L., Hemphill.R.,Morway. E., Elhaddad. E. 2012. Irrigation Practices, Water Consumption, & Return Flows in Colorado’s Lower Arkansas River Valley. Colorado state university, CWI Completion Report No. 221. 116 pages.

 Heaney, A., Dwyer,G., Beare,S., Peterson,D. and Pechey,l. 2005. Third-party effects of water trading and potential policy responses. Conference Paper for American Agricultural Economics Association Providence, Rhode Island, July 2005.

 Kang,M., Park,S.,2014, Modeling water flows in serial irrigation reservoir system considering irrigation return flows and reservoir operations, Agricultural Water Management, 143(2014) 131-141

 Santhi, c., Muttiah, R. S, Arnold, J.G., Srinivasan, R. 2005. A Gis−Based regional planning tool For irrigation Demand assessment And saving using swat. American Society of Agricultural Engineers. 48(1): 137−147.