AGWAT,CROPWAT,REF ET گیاه پایه با سه نرم افزاربرآورد و مقایسه نیاز آبی

2حسن هژبر، 2، احد بیات2محسن گلشاد فصیح، 1هادي معاضد

دانشیار گروه محیط زیست دانشگاه شهید چمران -1Hmoazed955@yahoo.com

چمران اهوازدانشجوي کارشناسی ارشد آبیاري و زهکشی دانشگاه شهید - 2Mohsenfasih@yahoo.com

Bayat.ahad2009@gmail.com Hassan_h65_sh@yahoo.com

چکیده لذا برآورد دقیق این پارامتر از حساسیت خاصی . برآورد نیاز آبی از مهم ترین مراحل طراحی یک سیستم آبیاري می باشد

برخوردار است چرا که اگر نیاز آبی گیاه به اشتباه کمتر از مقدار واقعی برآورد گردد ممکن است باعث وارد شدن تنش زیاد به گیاه گردد و اگر بیشتر از میزان الزم برآورد گردد عالوه بر اینکه از لحاظ اقتصادي مقرون به صرفه و در نتیجه کاهش میزان محصول

از طریق ) ET(در اینجا به بررسی ومقایسه محاسبه تبخیر و تعرق . از لحاظ زهکشی نیز مشکالتی بوجود آورد استنیست ممکن در .د که در سالهاي اخیر بیشتر مورد استفاده قرار می گیرندپرداخته می شو 3اگ وات و 2رف اي تی ،1کراپ واتنرم افزار سه

که داراي مشخصات اسالم آبادغرب - 3 بیرجند -2بابلسر، -1سه منطقه ياینجا از داده هاي هواشناسی و مشخصات جغرافیایی از سه نرم افزار در یک منطقه نتایج تقریبا یکسانی .استفاده شده استی براي مبناي مقایسه به عنوان مثال اقلیمی متفاوت هستند

بدین معنا که تطابق نتایج سه نرم افزار در . بدست آمد اما نتایج حاصل از مقایسه سه نرم افزار براي سه منطقه کمی متفاوت بود . توان نسبت داد منطقه اول می این تفاوت را به تفاوت در شرایط خاص اقلیمی. دو منطقه ي دوم و سوم بیشتر از منطقه اول بود

نیاز آبی ،Cropwat, REF ET, AGWAT: واژه هاي کلیدي

1.CROPWAT 2.REF ET 3.AGWAT

»همایش ملی مدیریت شبکه هاي آبیاري و زهکشی سومین«

دانشگاه شهید چمران اهواز، دانشکده مهندسی علوم آب

1389اسفند 12الی 10

مقدمه

لذا برآورد دقیق این پارامتر از حساسیت خاصی . برآورد نیاز آبی از مهم ترین مراحل طراحی یک سیستم آبیاري می باشد برخوردار است چرا که اگر نیاز آبی گیاه به اشتباه کمتر از مقدار واقعی برآورد گردد ممکن است باعث وارد شدن تنش زیاد به گیاه و

گردد و اگر بیشتر از میزان الزم برآورد گردد عالوه بر اینکه از لحاظ اقتصادي مقرون به صرفه در نتیجه کاهش میزان محصول .از لحاظ زهکشی نیز مشکالتی بوجود آورد استنیست ممکن

مواد و روش هاکه پرداخته میشود REF ETو CROPWATنرم افزار سه از طریق )ET( در اینجا به بررسی ومقایسه محاسبه تبخیر و تعرق

.در سالهاي اخیر بیشتر مورد استفاده قرار میگیرند

1- REF ET

بوسیله دورنبوس و پرویت در 24نشریه . نیز موجود می باشد FAOو ASCEدر این نرم افزار معادالت پیشنهادي توسط 12کرد که ارتفاع چمن پیشنهاد FAO-56.سانتی متر در نظرگرفته شود 15تا 8بیان کرد که سطح چمن در حدود 1977سال

سانتی متر درنظرگرفته شود

ثانیه بر 70سانتی متر و مقاومت سطح 12و ارتفاع 23/0= پنمن مانتیس براي گیاه چمن مرجع آلبیدو FAO-56در معادله .سانتی متر بوده و سطح زمین کامالً پوشیده باشد 30براي یونجه مطرح شده است که بلندتر از . متر می باشد

این برنامه همچنین می تو اند .را بخواند ASCII(regular text) طوري طراحی شده که بتواند که هر نوع فایل REF-ETمهبرنا فرمت فایل دیتاهاي هواشناسی توسط فایل .که این دیتاها براي مقایسه بسیار الزم می باشند. دیتا هاي الیسیمتري را هم بخواند

فایلهایی هستند که محتوي اطالعاتی هستند که فرمت دیتاهاي definition فایل هاي. مشخص می شود definitionهاي definition فایل هاي. هواشناسی و همچنین دستور استفاده از دیتاهاي خاص و نوع واحد هاي اندازه گیري را مشخص می کند

...... هواشناسی، طول عرض جغرافیایی، نسبت باد روز به باد شب و همچنین شامل ارتفاع باد سنج، ارتفاع دما سنج، ارتفاع ایستگاه .و همچنین معادالت مورد نیاز براي بدست آوردن تبخیر و تعرق انتخاب می شود

ساعتی یا کمتر محاسبه کند،ماهانه و روزانه به شکل -روزانه-نرم افزار تبخیر وتعرق مرجع را می تواند به شکل ماهانهاین . ساعت به شکل میلیمتر در ساعت و اینچ در ساعت می تواند تعیین شود 24در روز یا اینچ در روز و براي کوتاهتر از میلیمتر

و تعرق را به هر شکلی که بخواهیم باید دیتا هم بر همان فرم باشند ، مثالً اگر تبخیر و تعرق ساعتی مد نظر باشد باید دیتا تبخیر ها هم ساعتی باشد

:مثال در این نرم افزار عبارتند از فایل هاي

ASCE.DAT-KIMB6971.DAT-KIMWSA85.DAT-LOGAN90H.DAT

FAO56X17.DAT-FAO56X17.DAT FAO56X18.DAT-FAO56X19.DAT

:عبارتند از defenition فایلهاي

ASCEEX.DEF-ASCEW.DEF-KIMB6971.DEF-KIMWSA85.DEF

LOGAN90H.DEF-FAO56X17.DEF-FAO56X18.DEF-FAO56X19.DEF

براي اینکه بدانیم براي هر فرمول چه داده ورودي مورد نیاز و نیز ترتیب وارد کردن این داده ها چگونه است از این فایلها باز کرده داده ها را به Exelیا wordحیط میتوان بعنوان مثال بهره برد وبه این ترتیب عمل میکنیم که فایل مثال مورد نظر را در م

.ذخیره میکنیم DATهمان ترتیب وارد و با فرمت

:را چنین بر شمرد REF ETتوان مزایاي به این ترتیب می

امکان استفاده از داده هاي هواشناسی بصورت فایل هاي از پیش نوشته شده.

تبخیر تعرق گیاه مرجعبهره گیري از هر چند فرمول دلخواه بصورت همزمان براي محاسبه.

که در سایر نرم افزارها بصورت از پیش تبخیر تعرق گیاه مرجعمیتوان برخی پارامترهاي فرمولهاي محاسبه REF ETدر د کرد که در غیر اینصورت از مقادیر تعیین شده در تعیین شده و ثابت هستند بنابه منطقه مورد نظر تغییر داد و بصورت دستی وار

.پیش فرضهاي برنامه استفاده خواهد شد

تعیین نوع خروجی هاي برنامه بصورت هاي مختلف مورد نیاز.

2- :CROPWAT

در براي گیاهان مختلفتبخیر تعرق گیاه براي مدیریت سیستم هاي آبیاري و همچنین محاسبه ي میزان Cropwat نرم افزارما با استفاده از این نرم افزار همچنین می توانیم .زمین زراعی با قابلیت بلوك بندي گیاهان در این زمین ها استفاده می گردد

در این نرم افزار همچنین ما می توانیم با دور هاي آبیاري مختلف . مدیریتی دقیق از نحوه ي آبیاري زمین خود داشته باشیمروند . این نرم افزار به دلیل سهولت در کاربرد بسیار پرطرفدار می باشد. در مزرعه ي خود اعمال کنیم مدیریت هاي گوناگونی را

:داده هاي اصلی مورد نیاز در این برنامه عبارتند از :کلی کار به شرح زیر می باشد

.تبخیر تعرق گیاه داده هاي اقلیمی براي محاسبه )1

داده هاي بارش) 2

کشت داده هاي الگوي) 3

داده هاي مربوط به محصول) 4

داده هاي خاك) 5

. کنیم براي بررسی و مقایسه دقیقتر دو نرم افزار از داده هاي ورودي یکسان براي هردو نرم افزار استفاده می

3- AGWAT

آن از چهار ست که در داخل کشور و با اطالعات آب و هوایی دشت هاي مختلف ایران نوشته شده است که در ا برنامه ايبراي محاسبه تبخیر تعرق گیاه مرجع ) پنمن مونتیث، هارگریوز سامانی، جنسن هیز اصالح شده و تشتک تبخیر(فرمول محاسباتی

.استفاده شده است

، بیرجند و بابلسر که در سه نقطه اسالم آبادغرب هاي در اینجا از داده هاي هواشناسی و مشخصات جغرافیایی شهرستان .فیایی و با سه نوع آب و هواي مختلف در ایران هستند براي مقایسه و بررسی این سه نرم افزار استفاده شده استمختلف جغرا

بابلسر

اسالم آباد غرب

بیرجند

نمایش نقاط مورد مطالعه): 1 (شکل

AGWAT در نحوه نمایش خروجی :)3(شکل CROPWAT در نحوه نمایش خروجی :)2(شکل

REF ET در نحوه نمایش خروجی :)4(شکل

مقدار تبخیر تعرق گیاه مرجع در مناطق سه گانه در ایران و نرم افزار هاي مختلف): 1(جدول

0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0

REF ET

CROPWAT

AGWAT

سالم آباد غربا بیرجند بابلسر

REF ET CROPWAT AGWAT REF ET CROPWAT AGWAT REF ET CROPWAT AGWAT

Jan ٩/٠ ٨/٠ ٩/٠ ٣/١ ٤/١ ٥/١ ٨/٠ ٨/٠ ٧/٠

Feb ٣/١ ١/١ ٤/١ ٨/١ ٢ ١/٢ ١ ١/١ ١

Mar ٣/٢ ٨/١ ٤/٢ ٦/٢ ١/٣ ٣/٣ ٥/١ ٦/١ ٤/١

Apr ٥/٣ ٣ ٦/٣ ٨/٣ ٥/٤ ٧/٤ ٤/٢ ٤/٢ ٢

May ٥ ٩/٣ ١/٥ ٥/٥ ٢/٦ ٦/٦ ٢/٣ ٥/٣ ٨/٢

Jun ٦/٦ ٦/٥ ٨/٦ ٧ ٨/٧ ٢/٨ ٤ ٤/٣ ٥/٣

Jul ١/٧ ٤/٦ ٤/٧ ٤/٧ ٧/٨ ١/٩ ١/٤ ٦/٤ ٦/٣

Aug ٩/٦ ١/٦ ١/٧ ٧/٧ ٥/٧ ١/٨ ٧/٣ ١/٤ ٢/٣

Sep ٦/٥ ١/٥ ٧/٥ ٦ ٤/٥ ٩/٥ ٣ ١/٣ ٤/٢

Oct ٦/٣ ٩/٣ ٢/٢ ١/٢ ٥/١ ۴ ٦/٣ ٣/٣ ٥/٣

Nov ٨/١ ٧/١ ٨/١ ٥/٢ ٢/٢ ٤/٢ ٤/١ ٢/١ ٩/٠

Des ١/١ ١ ١/١ ٧/١ ٥/١ ٦/١ ١ ٨/٠ ٦/٠

بابلسرتبخیر تعرق گیاه مرجع در ): 5(شکل

تجزیه تحلیل نتایج در ETنرم افزار بر می آید تفاوت قابل مالحظه اي در برآورد سههمانطور که از مقایسه نمودار هاي مربوط به نتایج حاصل از

تقریبا همواره مقدار کمتر از سایر نرم افزارها AGWATهرچند که مقدار تبخیر تعرق در نرم افزار ( شود نرم افزار مشاهده نمی سهنتایج این . درصد با هم مقایسه می نماییم 5به همین خاطر نتایج حاصله را به کمک روشهاي آماري و در سطح .)دهد نشان می

در سه نرم افزار در ETOهمانطور که از نتایج مقایسه آماري مشاهده می شود مقدار . مشاهده می نماییم 2مقایسه در جدولدر شرایط استفاده از سه نرم افزار تفاوتی نمی کند و می توان از هر کدام پس . م هیچ تفاوت معناداري تدارددرصد با ه 5سطح

.استفاده کردمختلف

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

REF ET

CROPWAT

AGWAT

0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.0

10.0

JAN

FEB

MAR AP

R

MAY JUN

JUL

AUG

SEP

OCT

NO

V

DEC

REF ET

CROPWAT

AGWAT

اسالم آباد غربتبخیر تعرق گیاه مرجع در ): 6(شکل

تبخیر تعرق گیاه مرجع در بیرجند ): 7(شکل

spssبا نرم افزار ،سه نرم افزار و براي سه منطقهآماري نتایج مقایسه ): 2(جدول

Sum of Squares df Mean

Square F Sig.

ETo babolsar

Between Groups 1.661 2 .830 .528 0.595

Within Groups 51.922 33 1.573

Total 53.583 35

ETo birjand

Between Groups 1.134 2 .567 .083 0.920

Within Groups 225.215 33 6.825

Total 226.349 35

ETo eslam abad gharb

Between Groups 2.362 2 1.181 .223 0.801

Within Groups 174.546 33 5.289

Total 176.908 35

مقادیر بدست آمده )7شکل (و بیرجند ) 6شکل (اما همانگونه که در سه نمودار مشخص است در دو منطقه اسالم آباد غرباما در بابلسر بر . همواره مقداري بیشتر را نسبت به دو نرم افزار دیگر نشان می دهد REF ETبراي تبخیر تعرق گیاه مرجع با

عالوه بر این اختالف مقادیر بدست آمده با کمک سه نرم افزار در بابلسر نسبت به دو منطقه . عکس این حالت اتفاق افتاده استبه .ار سطح معناداري در جدول آنالیز واریانس نیز مشاهده کرددر اختالف مقدرا می توان تفاوتاین .دیگر مورد مطالعه بیشتر است

است در صورتیکه این مقدار در مناطق دوم 595/0اول طوري که مقدار سطح معناداري در مقایسه آماري بین سه روش در منطقه اسالم آباد غرب و (یاییبه اختالف در دو پارامتر عرض جغرافاست این اختالف را می توان 920/0و 801/0وسوم به ترتیب

.و ارتفاع از سطح دریا نسبت داد )بیرجند تقریبا در یک عرض جغرافیایی هستند

منابع

DR.RICHARD.G. ALLENتهیه شده توسط REF ET برنامه manual فایل

عادل قاسمی،دانشگاه بو علی سینا همدان ،REF ETمعرفی نرم افزار

www.weather.irایران، ونیک هواشناسیرپایگاه الکت

1-O.Toda, K. Yoshida , S. Hiroaki, H. Katsuhiro and H. Tanji.ESTIMATION OF IRRIGATION WATER USING CROPWAT MODEL AT KM35PROJECT SITE, IN SAVANNAKHET, LAO PDR. 2- Gheorghe Stancalie a,*, Adriana Marica a, Leonidas Toulios b Using earth observation data and CROPWAT model to estimate the actual crop evapotranspiration 3-Fredrick K Karanja, Cropwat model analysis of crop wat use in six districts in KENYA 4- Giovanni Monuz and Jurgen Grieser, 2006, Climwat 2.0 for cropwat 5- Thorsten Arnold, 2008, The cropwat module in Mp-Mase/Edic Sheng-Feng Kuo, Shin-Shen Ho , Chen-Wuing Liu, 2005, Estimation irrigation water requirements with derived crop coefficients for upland and paddy crops in ChiaNan Irrigation Association, Taiwan