بخشی از مقاله
مقدمه
عدم استفاده بهینه از آب آبیاري، محدودیت منابع و نیازهاي فزایندهي بشري به آب و غذا، ایجاب کنـدمی تـا مهندسان آبیاري با اعمال شیوههاي مدیریتی، به صرفهجویی در مصرف آب و افزایش بازده آبیاري اقدام کنند. تبخیر و تعرق یکی از عوامل مهمی است که دانستن مقدار دقیق آن، براي برآورد آب مصـرفی گیـاه و طراحـی سیستمهاي آبیاري ضروري است. تعیین دقیق مقدار آبی که براي تبخیر و تعـرق مصـرف مـیشـود، از عوامـل
تعیینکنندهي برنامهریزي براي رسیدن به محصول بیشتر است. در اغلب روشهـایی کـه بـراي تعیـین میـزان
تبخیر و تعرق ارائه شدهاند، مقدار تبخیر و تعرق پتانسیل گیاه مرجع ( ) تخمین زده میشود و با اسـتفاده
از آن، نیاز آبی گیاه مورد نظر محاسبه میشود.
برآورد مقادیر تبخیر و تعرق پتانسیل براي محاسبهي نیاز آبی در راستاي برنامـهریـزي کشـاورزي بـراي محصولات مختلف، از اهمیت زیادي برخوردار است. انتقال آب از سطح خاك به هوا را تبخیر و خارج شـدن آن از گیاه را تعرق گویند. این دو پدیده هر دو ماهیت تبخیري داشته و تفکیک آنها از یکدیگر امکانپذیر یسـتن . مجموع تبخیر و تعرق در اصطلاح بهنام تبخیـر ـ تعـرق در نظـر گرفتـه مـیشـود و آن را بـا نمـاد ETنشـان میدهند. منظور از تعیین تبخیر ـ تعرق، مقدار آبی است که باید به یک پوشش زراعی داده شـود تـا در طـول دورهي رویش، صرف تبخیر و تعرق کرده و بدون اینکه با تنش آبی مواجه شود، رشد خود را تکمیل و حـداکثر مقدار محصول را تولید کند (امامقلیزاده، .(1385
تبخیر و تعرق، پتانسیل یا بالقوهي حداکثر مقدار آبی است که اگر بدون محدودیت وجـود داشـته باشـد، میتواند توسط سطوح خاك و گیاه از آنها خارج شـود (علیـزاده، .(1385 یکـی از روش هـاي بهبـود مـدیریتی
مصرف آب در مزرعه، تخمین دقیق میزان آب مصرفی گیاه از طریق محاسبهي مقادیر اسـت. روشهـاي
که براي محاسبه پیشنهاد شده است، هرکدام از نظر دادههاي مورد لزوم نیازهاي متفاوتی دارند (ادهمـی
مجرد، .(1373 پس از آنکه تبخیر ـ تعرق پتانسیل محاسبه شد، ضریب گیاهی محصول KC نیز محاسبه شـده
و با ضرب کردن آنها در یکدیگر مقدار نیاز آبی محصول بهدست میآید.
در ارتباط با نقش متغیرهاي اقلیمی و تأثیر آن در گیاهان زراعی، مطالعات زیادي انجام شده است. براي نمونه به بخشی از آنها اشاره میشود:
چاهون1 و همکاران (2001) در اندازهگیري باران و برآورد بارش مؤثر براي محصولات دیم و آبی، بارندگی مؤثر را مقداري از بارندگی دانستند که در منطقهي ریشهي گیاه ذخیره میشود. آنان براي برآورد بارش مؤثر دو عامل را دخیل میدانند: عامل اول، مقدار کل بارندگی و عامل دوم، مقدار ذخیره شدهي رطوبـت در منطقـهي
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
1. Chahoon
واسنجی روشهاي برآورد تبخیر و تعرق پتانسیل گیاه مرجع..... 47
ریشه است. آنان در مطالعهي خود براي برآورد بارش مؤثر از روش 1USDA (سازمان کشاورزي ایالات متحـده) و براي برآورد نیاز آبی و نیاز خالص آبیاري، از مقادیر تبخیر و تعرق پتانسیل و ضـرایب رشـد گیـاهی اسـتفاده کردند.
آیان و ایزا 2(2003)، در مطالعات خود به این نتیجه رسیدند که درخت زیتون نسبت بـه تبخیـر و تعـرق کمتر از 5 میلیمتر در روز واکنشی نشان نمیدهد؛ ولی با افزایش مقدار تبخیـر و تعـرق، عکـسالعمـل نشـان خواهد داد، در این هنگام براي جبران کمآبی، نیاز به آبیاري است. در این پژوهش بر نقش مـدیریت منـا بع آب در مزارع زیتون در فصولی که تبخیر و تعرق بالاست تأکید شده است.
چن و همکاران (2005) در مطالعات خود در زمینهي تعیـین بهتـرین روش بـراي بـرآورد تبخیـر تعـرق پتانسیل در کشور تایوان، از روشهایی چون، پنمن ـ مانیتیث و فائو استفاده کردند و به این نتیجه رسیدند که روش پنمن ـ مانیتیث برآورد دقیقتري نسبت به روشهاي دیگر ارائه میدهد.
رائو و همکاران (2011) در مطالعهاي به مدلسازي تبخیر و تعرق پتانسیل در کارولیناي شـمالی آمریکـا پرداختند. در این مطالعه از روشهاي فائو، مدل هامون3 و مدل پربیسـتلی ـ تیلـور اسـتفاده کردنـد و بـه ایـن نتیجه رسیدند که مدل پریستلی ـ تیلور4 نتایج بسیار دقیقی از میزان تبخیر و تعرق پتانسیل را ارائه میدهد.
فرشی و همکاران (1374) نیاز آبی گیاهان را در ایران با استفاده از عوامل هواشناسـی مـؤثر در تبخیـر و تعرق پتانسیل و روشهاي تجربی مورد بررسی قرار داده و نتـایج کـار خـود را بـر اسـاس محاسـبات رایانـه اي بهصورت جداولی براي گیاهان زراعی ارائه کردند.
نادري و همکاران (1378) در پژوهش خود به مقایسهي روشهاي مختلف برآورد تبخیر و تعرق پتانسـیل با دادههاي لایسیمتر در مشهد با استفاده از دادههاي هواشناسی مقادیر با چند روش معتبر اقدام کردنـد. مقایسهي این روشها با نتایج لایسیمتر نشان داد که روشهاي پنمن ـ مانتیث ـ فائو، جنسـن ـ هیـز و پـنمن کیمبولی، برآورد دقیقتري براي ارائه میکند.
فرهودي و شمسیپور (1379)، مقـادیر تبخیـر و تعـرق پتانسـیل را در ایسـتگاههـاي منتخـب منطقـهي بلوچستان جنوبی با استفاده از روشهاي ترنت وایت ـ بلانی کریدل و تشتک تبخیر محاسبه کردند. بـر اسـاس این پژوهش، بیشترین میزان تبخیر و تعرق پتانسیل سـالانه در ایسـتگاه قصـر قنـد و کمتـرین آن مربـوط بـه ایستگاه کهیر و طبس است.
علیزاده و همکاران (1379-80) به بررسی دقت عملکرد تعرق پتانسیل با روشهاي هارگریوز ـ سـامانی و
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
1. United States Department of Agriculture 2. Ian Nubrg and Isa Yunsa 3. Hamon 4. Priestley-Taylor
84 جغرافیا و پایداري محیط، شماره 3، تابستان 1391
تشتک تبخیر در خراسان پرداختند که یافتههاي آنها نشان داد کـه روش تشـتک تبخیـر در بـرآورد تبخیـر و تعرق پتانسیل نتایج قابل قبولی ارائه میکند.
بداق جمالی و همکاران (1381) به بررسی نیاز خالص آبیاري در استان خراسان بر مبناي مقادیر تبخیر و تعرق پتانسیل به روش هارگریوز اقدام کردند و بـه ایـن نتیجـه رسـیدند کـه رابطـه ي مسـتقیمی بـین تولیـد محصول و شاخص تنش آب وجود دارد. آنان استان خراسان را از نظر نیاز خالص آبیاري پهنهبندي کردند.
علیزاده و همکاران (1383) در مطالعهاي به ارزیابی روشهاي برآورد تبخیـر و تعـرق در منـاطق خشـک ایران اقدام کردند. نتایج مقایسهي روشهاي مختلـف بـرآورد تبخیـر و تعـرق گیـاه مرجـع بـا انـدازه گیـري از لایسمتر وزنی نشان داد که روشهاي پنمن ـ مانتیث، پنمن ـ فائو اصلاح شـده، داراي بهتـرین بـرآورد و روش جنسن ـ هیز داراي کمترین دقت است.
محمدیان و همکاران (1385) نیز در مطالعات خود به بررسی اثرات خشکی، دما، رطوبت و تبخیر و تعرق مرجع در منطقهي مشهد و گرگان روي محصولات زراعی پرداختند. ایـن پـژوهش بـا اسـتفاده از روش فـائو ـ پنمن ـ مانتیث به بررسی نیاز آبی گیاهان منطقه پرداخته است و نتایج آن نشان داد که ایسـتگاه گلمکـان بـه شرایط مرجع بسیار نزدیک است.
روشن و همکاران (1390) در مطالعات خود در زمینهي ارزیابی مـدل مناسـب تبخیـر و تعـرق بـالقوه در ایران، از چهار روش تورنث وایت، جنسن ـ هیز، بلانی ـ کریدل و هارگریوز ـ سامانی استفاده کردنـد و بـه ایـن نتیجه رسیدند که روش بلانی ـ کریدل همخوانی بهتري با شرایط ایران دارد.
بهطور کلی میتوان گفت اهداف این پژوهش عبارتند از:
1. تعیین بهترین روش برآورد تبخیر و تعرق پتانسیل براي گیاه زیتون با توجه به شرایط اقلیمی اسـتان کرمانشاه.
2. برآورد نیاز آبی و نیاز آبیاري زیتون در طول دورهي رشد گیاه جهت مدیریت بهینهي آبیاري گیاه.
3. شناسایی پتانسیلهاي اقلیمی استان در زمینهي کشت زیتون.
4. ارائهي راهکارها و پیشهادهاي مناسب براي کشت زیتون و مدیریت بهینهي آبیاري این گیاه.
مواد و روشها
در این بررسی اطلاعات هواشناسی (روزانه و ماهانـه) ایسـتگاههـاي منتخـب سـینوپتیک اسـتان کرمانشـاه از سازمان هواشناسی کشور دریافت شد. این استان با گسترهاي به مساحت 25259 کیلومتر مربع در غرب کشور قرار گرفته که بین 33 درجه و 40 دقیقه تا 35 درجه و 17 دقیقهي عرض شمالی و 45درجـه و 24دقیقـه تـا 48 درجه و 30دقیقه طول شرقی از نصفالنهار گرینویچ قرار گرفته و ارتفاع متوسـط آن از سـطح دریـا 1200
واسنجی روشهاي برآورد تبخیر و تعرق پتانسیل گیاه مرجع..... 49
متر است. مشخصات ایستگاهها در جدول شمارهي 1 نشان داده شده است.
جدول .1 مشخصات و موقعیت جغرافیایی ایستگاههاي منتخب استان کرمانشاه
ردیف نامایستگاه عرض جغرافیایی طول جغرافیایی ارتفاع (متر) طول دورهي آماري
1 کرمانشاه 34 درجه و 30 دقیقه 47 درجه و 9 دقیقه 1318 1951 - 2005
4 کنگاور 34 درجه و 30 دقیقه 47 درجه و 59 دقیقه 1468 1987 - 2005
5 اسلامآباد غرب 34 درجه و 7 دقیقه 46 درجه و 28 دقیقه 1348 1987 - 2005
6 روانسر 34 درجه و 43 دقیقه 46 درجه و 39 دقیقه 1379 1988 - 2005
7 سرپل ذهاب 34 درجه و 27 دقیقه 45 درجه و 52 دقیقه 545 1986 - 2005
براي بازسازي نقایص آماري ایستگاهها از روش تفاضل و نسبتها و براي آزمون همگنی دادهها، از آزمـون ناپارامتري RUNS در نرمافزار SPSS استفاده شده است. براساس نتایج این آزمون تمام دادهها در سطح 0/05 همگن بودند. سپس با استفاده از نرمافزار Crop water و روشهاي مرسوم تجربی بر مبناي آمار متوسـط دمـا، حداقل و حداکثر دما (سلسیوس)، میانگین رطوبت نسبی (درصد)، میانگین سرعت باد (متر در ثانیه در ارتفـاع 2 متري)، تعداد ساعتهاي آفتابی بر اساس دادههاي روزانه، مقادیر تبخیر ـ تعرق پتانسیل با اسـتفاده از پـنج روش متداول فائو ـ پنمن ـ مانتیث، پنمن اصلاح شده، بلانی کریـدل اصـلاح شـده، ترنـتوایـت و هـا رگریوز بهدست آمد که این روش ها را اکثر محققان براي کشور ایران مـورد اسـتفاده قـرار دادنـد. در ادامـه نیـاز آبـی محصول زیتون محاسبه و بر اساس همین مقادیر، نقشههاي هم تبخیـر و تعـرق پتانسـیل و نیـاز آبـی سـالانه بهکمک نرمافزار Arc/GIS رسم شد.
روش فائو ـ پنمن ـ مانتیث
روش فائو ـ پنمن ـ مانتیث یکی از معتبرتـرین روشهـا بـراي تخمـین بـهشـمار مـی رود و مـورد توجـه
متخصصان قرار دارد. پژوهشهاي انجام گرفته در نقاط مختلف جهان، بیانکننده ي این نکته اسـت کـه دقـت مقادیر تبخیر و تعرق برآورد شده با معادلهيفائو ـ پنمن ـ مانتیث در مقایسـه بـا مقـادیر انـدازهگیـري شـده لایسمتري از دیگر معادلههاي تخمین بهتر است (آلن1 و همکاران، .(1998 این معادله بـهمنزلـهي تنهـا روش استاندارد براي محاسبهي تبخیر و تعرق گیاه مرجع و نیز بـراي ارزیـابی دیگـر روشهـا پیشـنهاد شـده اسـت (هارگریوز2، .(1994
