حدود دو سوم آب رودخانه ها، دریاچه ها و آبخوان های زیرزمینی جهان در بخش کشاورزی به مصرف می رسد. در ایران نیز مانند سایر کشورها، بخش قابل توجهی از منابع آب های سطحی و زیرزمینی در این بخش استفاده می شود. مبنای اساسی برآورد حجم آب مصرفی در بخش کشاورزی تحلیل مولفه های بیلان آب در سطح کشور است. متغیر بودن میزان بارش سالانه منشا مولفه های بیلان آب در چرخه هیدرولوژی و به تبع آن، متغیر بودن حجم آب مصرفی در بخش کشاورزی، مهم ترین دلیلی است که برآورد مجدد مصرف آب در بخش کشاورزی را ضروری می سازد. بنابراین، در این پژوهش حجم آب مصرفی در بخش کشاورزی با رویکرد تفکیک مولفه های بیلان آب در چرخه هیدرولوژی بر مبنای داده های بلندمدت پنجاه ساله و کوتاه مدت هفت ساله بارش در سطح کشور برآورد و تحلیل شده است. میانگین بارش پنجاه ساله و هفت ساله به ترتیب برابر 53±249 و 33±206 میلی متر و میانگین حجم آب مصرفی تعدیل نشده در بخش کشاورزی (بدون احتساب تلفات) برای دو دوره یاد شده به ترتیب برابر 18±67 و 6±83 میلیارد مترمکعب به دست آمده است. میانگین آب مصرفی تعدیل شده (با احتساب تلفات) در این بخش در دوره هفت ساله برابر 6±75 میلیارد مترمکعب معادل حدود 71 درصد آب تجدیدپذیر است. تحلیل ها نشان می دهدکه بر مبنای برازش داده های بلندمدت، حجم آب مصرفی در بخش کشاورزی در مقایسه با حجم آب تجدیدپذیر برابر 50 درصد است. به روز کردن برآورد حجم آب مصرفی در بخش کشاورزی در کشور و تحلیل تغییرات زمانی آن، برجستگی اساسی این پژوهش است. با این همه، استفاده از روش بیلان آب برای برآورد مصرف آب در بخش کشاورزی محدودیت ها و ساده سازی های متعددی دارد و برای اطمینان بخشی به نتایج برآوردها، لازم است آزمایش های میدانی مناسبی صورت گیرد.

از مهم ترین مسایلی که در بحث مدیریت منابع آب و در نتیجه تصمیم گیری ها و برنامه ریزی ها برای مصرف آب در بخش های مختلف باید به آن توجه ویژه ای داشت، بیلان آب می باشد. در این مقاله با بهره گیری از محصولات سنجش ازدور به محاسبه و ارزیابی مدل مفهومی بیلان آب توماس (abcd) در حوضه ای با شرایط اقلیمی نیمه خشک پرداخته شد. ابتدا محصولات ماهانه بارش ماهواره ای IMERG و دمای بازتحلیل شده ERA5 در مقایسه با داده های ایستگاه های زمینی مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج ارزیابی این محصولات با استفاده از پنج شاخص آماری ضریب همبستگی پیرسون (R)، خطای مجذور میانگین مربعات (RMSE)، میانگین قدر مطلق خطا (MAE)، ضریب کارایی نش-ساتکلیف (NS) و ضریب انحراف (BIAS) در زیرحوضه زرنده واقع در منطقه نیشابور، حاکی از دقت و همبستگی بالای آن ها با داده های ایستگاه های زمینی دارد. در ادامه با استفاده از این محصولات و سامانه اطلاعات جغرافیایی، مدل مفهومی بیلان آب توماس برای این زیرحوضه در محیط نرم افزار MATLAB توسعه داده شد و عملکرد آن در شبیه سازی رواناب حوضه مورد بررسی قرار گرفت. همچنین به منظور کاهش عدم قطعیت ها در پارامترهای مدل و برآورد آن ها، از اعداد فازی و روش مونت کارلو استفاده شد. بهینه سازی این مدل با دو تابع هدف مختلف ضریب کارایی نش-ساتکلیف و ضریب تعیین صورت گرفت. نتایج نشان از دقت بالای مدل بیلان آب abcd با استفاده از محصولات سنجش ازدور در منطقه مورد مطالعه دارد و به خوبی رفتار دبی خروجی از زیرحوضه زرنده را شبیه سازی کرده است.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

تحقیق حاضر به ارزیابی شاخص های کمبود آب در بخش کشاورزی دشت جیرفت با در نظر گرفتن چارچوب ردپای آب طی سال های 1398-1385 می پردازد. در این تحقیق شاخص های تنش آبی کشاورزی، کمبود آب آبی، شاخص خودکفایی آب، وابستگی آب و فقر آب نیز برآورد گردید. نتایج نشان داد که میانگین سالانه منابع آب کشاورزی 1425 میلیون مترمکعب است که میزان منابع آب سبز و آبی به ترتیب 11 و 1413 میلیون مترمکعب می باشد. متوسط ردپای آب کشاورزی دشت جیرفت به طور متوسط سالانه 354 میلیون مترمکعب است؛ که سهم اب آبی، سبز و خاکستری به ترتیب 40 و 14 و 26 درصد است. متوسط شاخص تنش آبی 37 درصد است که نشان می دهد در طول این دوره دشت جیرفت در تنش آبی متوسط قرار داشته است. مقدار متوسط شاخص تنش آب کشاورزی و کمبود آب آبی در طول دوره آماری به ترتیب برابر با 84/0 و 77/0 است که در کلاس با تنش بالا قرار می گیرند. شاخص خودکفایی آب مجازی و وابستگی به ترتیب 89/0 و 11/0 است که حاکی از خودکفایی بالا و وابستگی پایین منطقه موردمطالعه از نظر واردات محصولات کشاورزی است. بالا بودن شاخص خودکفایی با وجود کمبود بارش در دشت جیرفت، باعث ایجاد فقر آبی بالا در منطقه شده است. مهم ترین دلیل بالا بودن خودکفایی نسبت به وابستگی در این منطقه، بالا بودن تنوع محصولات کشاورزی در سبد غذایی است. به عنوان نمونه در دشت جیرفت مرکبات، خرما، گندم، جو، سیب زمینی و پیاز کشت می گردد.

بهره برداری از منابع آب اعم از سطحی و زیرزمینی مستلزم شناخت رفتار و مقدار هر کدام از منابع است تا با استفاد بهینه از این منابع، حداقل خسارت به محیط زیست و مخازن این آب ها وارد گردد. در حال حاضر تعداد زیادی از دشت های کشورمان، دشت ممنوعه اعلام شده و برداشت بیشتر از سفره های آب زیرزمینی امکان پذیر نمی باشد و بعضی سفره ها نیز در حال تخریب و نابودی است. رفع این معضلات، مستلزم تهیه بیلان منابع آب است تا با شناخت کمی آب بتوان در جهت توسعه پایدار، برنامه ریزی نمود. محاسبه عوامل بیلان نیازمند آمار و اطلاعات هواشناسی، هیدرولوژی و هیدروژئولوژی است که پس از تجزیه و تحلیل، نقشه ها و اطلاعات مکانی موردنیاز به دست می آید. در این تحقیق بیلان هیدرولوژیکی محاسبه و سپس بیلان آب زیرزمینی به دلیل تنوع و کاربرد بیشتر آن در کارهای اجرایی، در سیستم اطلاعات جغرافیایی تهیه گردیده است. در انتها نتایج محاسبات عوامل مختلف بیلان در سیستم اطلاعات جغرافیایی ارایه شده است. با استفاده از نقشه بیلان تهیه شده در محیط GIS، نقاط بحرانی برداشت بی رویه از آب زیرزمینی مشخص شد. از این رو می توان از وارد آمدن خسارت به سفره های آب زیرزمینی جلوگیری نمود. همچنین دبی مجاز بهره برداری از سفره در هر نقطه از دشت و فاصله چاه های جدید از منابع موجود محاسبه و ارایه گردید. نتایج این تحقیق نشان می دهد که بیشتر مناطق دشت تالش فاقد محدودیت برداشت بوده و توسعه بهره برداری در آن توصیه می گردد. لازم به ذکر است که به دلیل مجاورت دشت فوق با دریای خزر محدودیت برداشت به دلیل نفوذ آب شور دریا در بعضی نقاط وجود دارد.

از دیرباز بین سازمان های مرتبط با منابع آب در بخش کشاورزی (مثل وزارت نیرو و جهاد کشاورزی) بر سر میزان آب برداشتی برای کشاورزی در سطوح کشوری و استانی اختلاف وجود دارد. هدف از این مطالعه برآورد آب برداشت شده برای کشاورزی آبی استان فارس بر اساس مد ل سازی بیلان آب در شرایط «کشاورزان» بود. برای این منظور از سامانه استانی حسابداری آب برای اراضی کشاورزی آبی استان فارس استفاده شد. برآوردهای سامانه بر اساس داده های هواشناسی 10 ساله (1400-1390) و آمار سطح زیرکشت میانگین 5 ساله (1400-1396) انجام گرفت. نتایج نشان داد که بیش ترین سطح زیرکشت در استان به ترتیب متعلق به گندم (32 درصد)، میوه ها (24 درصد) و جو (7 درصد) بود. از نظر حجم خالص آب آبیاری کاربردی سالیانه به ترتیب میوه ها (39 درصد)، گندم (14 درصد) و برنج (7 درصد) در صدر قرار داشتند. بیشترین حجم خالص آب آبیاری کاربردی در بین گیاهان استان به نخل، برنج و انار به ترتیب با 23651، 14489، 10160 مترمکعب در هکتار اختصاص داشت. نتایج بیلان آب استان نشان داد که بیشترین حجم خالص آب آبیاری گیاهان استان به-ترتیب در ماه های خرداد تا تیر (1024 میلیون مترمکعب) و کمترین آن در آذر تا دی (8/70 میلیون مترمکعب) اتفاق می افتد. نتایج این مطالعه نشان داد متوسط حجم آب برداشت شده برای کشاورزی آبی استان برابر 6565 میلیون مترمکعب در سال (دامنه 6228 تا 7076) می باشد که کمتر از برآورد وزارت نیرو (7991 میلیون مترمکعب در سال) است. بخشی از این اختلاف ناشی از استفاده از سال های آماری متفاوت می باشد.