نوع مقاله : فنی ترویجی

نویسنده

• نادر حیدری

دانشیار پژوهش مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی؛ سازمان تحقیقات، آموزش، و ترویج کشاورزی؛ کرج؛ ایران

چکیده

 
اصطلاح کارایی مصرف آب (WUE) (به واحد کیلوگرم محصول تولید شده به متر مکعب آب تعرّق شده) برای اولین بار توسط "د- ویت" (1958) ارائه گردید. بعد از آن واژه وسیع­تر بهره­وری آب (WP) توسط مولدن (1997) مطرح شد. هدف از ارائه این مفهوم جدید آن بود که بتوان توسط آن نتایج آزمایش­های مزرعه­ای مرتبط با آب و تمهیدات مدیریت آبیاری و همچنین فرصت­ها برای صرفه­جویی در مصرف آب و بهبود بهره­وری آب، به همراه پشتیبانی فرایند­های تصمییم­سازی برای تخصیص آب، را مشخص و ارائه نمود. دراین تحقیق تعریف و تشریح کاملی از بحث بهره­وری آب و چالش­های استفاده از این شاخص در بحث صرفه جویی واقعی آب به منظور حل بحران آب کشور به عمل آمده است. برای حل بحران آب کشور ارزیابی­های صرفا مبتنی بر شاخص بهره­وری آب که در مخرج کسر آن آب کاربردی و یا به اصطلاح آب برداشت شده از منبع (Withdrawal) قرار گرفته باشد (WP_AW) تا حدی گمراه کننده بوده و مبین صرفه جویی واقعی و یا استفاده موثر از آب به خصوص در ارزیابی­ سیستم­های آبیاری معروف به سیستم­های آبیاری صرفه­جو (نظیر آبیاری­های تحت فشار) نمی­باشد. لذا پیشنهاد می­نماید که برای رفع این نقیصه بهره وری آب مبتنی بر تبخیر تعرّق (WP_ET) ملاک عمل قرار گیرد. به دنبال تبیین تئوری بهره وری آب، تحقیق برای محاسبه WP_ETمتدولوژی محاسباتی ساده و مبتنی بر داده­های موجود و کم هزینه نیاز آبی و عملکرد محصولات کشاورزی در کشور (یعنی به ترتیب داده­ها و اطلاعات موجود در سند ملی آب و آمار عملکرد موجود در آمار نامه­های کشاورزی) را ارائه می­نماید. به عنوان مثال موردی از این روش و با استفاده از داده­های موجود، WP_ETمحصولات عمده حوزه آبخیز کرخه یعنی گندم، جو، یونجه، سیب زمینی، ذرت علوفه­ای، شبدر، ذرت دانه ای، چغندرقند، پیاز، گوجه فرنگی، خیار و هندوانه، به ترتیب برابر32/1 ،49/1 ،22/1 ،74/5 ،93/7 ،73/1 ،37/1 ،17/6 ،61/6 ،24/8 ،07/5 ،94/6، و سپس مقدار آن برای کل حوزه آبخیز برابر 05/2 کیلوگرم بر متر مکعب محاسبه گردید. به منظور یافتن ارتباط ریاضی لازم بین WP_ETو WP_AW ، با استفاده از آمار و ارقام بهره وری آب، اندازه­گیری شده به روش های معمول مزرعه (یعنیWP_AW) برای محصولات مذکور در حوزه آبخیز کرخه و حتی کشور و ارائه شده در منابع علمی مختلف، رابطه رگرسیونی با برازش مناسبی (R²=0.96) یافت شد و با استفاده از این رابطه مقدار WP_AWحوزه آبخیز کرخه برابر 20/1 کیلوگرم بر متر مکعب محاسبه گردید که با مقادیر ذکر شده در منابع علمی مختلف همخوانی مناسبی دارد. این تحقیق پیشنهاد می­نماید که این روش محاسباتی ساده که برای مقاصد کاربردی ضمن هزینه کم آن به دلیل استفاده از بانک داده­های موجود در کشور، از دقت مناسبی نیز برای مقاصد کاربردی برخوردار است، در کنار سایر روش­های اندازه­گیری مستقیم مزرعه­ای بهره وری آب (که صرفا مقادیر WP_AWرا ارائه می­نمایند) به عنوان روشی برای محاسبه WP_ET و به دنبال آن WP_AW (با روشی بسیار کم هزینه­تر) به کار برده شود.

کلیدواژه‌ها

• بهره‌وری آب
• تبخیر تعرّق
• صرفه جویی واقعی آب
• حوضه کرخه
• محصولات کشاورزی

عنوان مقاله [English]

Assessment of ET-Based Water Utility Index (A Case Study of the Karkheh River Basin)

نویسنده [English]

• Nader Heydari

Research Associate Professor, Agricultural Engineering Research Institute (AERI); Agricultural Research, Education, and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran.

چکیده [English]

Water Utility Index (WUI), first introduced by D. White (1958), is defined as one kg of crop produced per one cubic meter of water evpotranspired. This concept was later replaced with the more inclusive one of ‘water productivity’ (WP). The objective behind this latter concept was to provide a measure for interpreting the results of field experiments of water consumption used in making proper provisions for irrigation management, detecting opportunities for water saving and enhancing water productivity, and developing water allocation decision-making support systems. In order to address the water crisis at the national level, the present article presents a detailed definition of the index and the challenges facing its application to develop realistic water saving measures. It is claimed that evaluations solely based on the WP Index, in which the water applied (or, water withdrawn) is the denominator (WP_AW), are to some extent misleading. It is argued that the index does not represent real amounts of water saved or effectively used, especially when it comes to the assessment of the so-called ‘water-saving irrigation systems (e.g., pressurized irrigation). To overcome this inadequacy, it is initially proposed that the ET-based WP (i.e., WP_ET), rather than the plain WP index, should be used for this purpose. In a second stage of the study, a simple computational methodology is developed that is based on the currently available and cost-effective data on ETc and crop yields across the nation (as reported in the national document on water or in the statistical reports on agriculture). As an illustration, the data available on the Karkheh River Basin and the WP_ET values measured for the major crops of wheat, barely, alfalfa, potato, silage maize, clover, grain maize, sugar beet, onion, tomato, cucumber, and watermelon grown in the basin are computed to be 1.32, 1.49, 1.22, 5.74, 7.93, 1.73, 1.37, 6.17, 6.61, 8.24, 5.07, 6.94, and 2.05 kg/m³, respectively, which are then used to calculate the average value of 2.05 kg/m³ for the whole basin. Finally, WP values reported in the literature and measured using the conventional filed methods (i.e., WP_AW) for the above crops grown both in the study basin and across the state are used to derive a proper regression relation between WP_ET and WP_AW, which exhibits a satisfactory goodness of fit (R²=0.96). Using this relation, the average value of WP_AW for the basin is obtained to be about 1.20 kg/m³, which is consistent with the values reported elsewhere. Based on the above observations, application of the proposed method as a low-cost and reasonably accurate one is recommended for the estimation of WP_ET and, thereby, WP_AW.

کلیدواژه‌ها [English]

• Water productivity
• Evapotranspiration (ET)
• Real water saving
• Crop
• Karkheh basin