بررسی توزیع مکانی و زمانی نیاز آبی گیاه ذرت با استفاده از روش‌های ژئواستاتیستیک در استان خوزستان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 آبیاری و زهکشی دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران،

2 گروه آبیاری و زهکشی دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

3 گروه آبیاری و زهکشی دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز

4 گروه آبیاری و زهکشی دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز،

چکیده

   در استان خوزستان کشت ذرت یکی از کشت‌های اصلی به‌حساب می‌آید. اغلب در برنامه­ریزی­ها، نیاز آبی به­صورت نقطه­ای محاسبه می­شود، حال آن­که اجرا آبیاری به­صورت منطقه­ای صورت می­گیرد. لذا، این اطلاعات باید از حالت نقطه‌ای به منطقه‌ای تبدیل شود. به­منظور برنامه­ریزی آبیاری در استان خوزستان گیاه ذرت بهاره به صورت لایسیمتری در دانشکده مهندسی  علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز کشت شد. هدف از این کشت مقایسه روش­های مختلف برآورد نیاز آبی گیاه یاد شده با روش لایسیمتری و تعیین معادله مناسب بود. نتایج نشان دادند که معادله بلینی- کریدل روشی مناسب برای برآورد تبخیر و تعرق در شرایط مورد مطالعه است. پس از تعیین معادله­ی مناسب برآورد نیاز آبی، از داده­های ایستگاه­های هواشناسی استان خوزستان به منظور پهنه­بندی نیاز آبی ذرت (به روش بلینی- کریدل) از روش­های زمین آمار استفاده شد. پهنه­بندی با استفاده  از نرم­افزار ARC GIS 10.3 انجام شد. ابتدا روی داده­ها نرمال سازی صورت گرفت. سپس با توجه به کمترین مقدار RMSE مدل نیم­تغییرنما و پهنه­بندی مناسب انتخاب شد. نتایج نشان داد روش کریجینگ ساده با مدل نیم­تغییر نمای دایره­ای در تمامی ماه‌ها مدلی مطلوب به­حساب می­آید. مقدار RMSE این مدل برای اسفند ماه 08/0 برای فروردین 17/0، برای اردیبهشت ماه 46/0 و برای خرداد 48/0  به­دست آمد. نتایج پهنه­بندی نیاز آبی نشان داد نیاز آبی  نواحی جنوبی استان نسبت به نواحی شمالی هم­چنین ماه‌های انتهایی نسبت به ابتدایی بیشتر است. در طول دوره مطالعه (اسفند تا خرداد) به­صورت ماهانه به­ترتیب نیاز آبی 98/1، 52/5، 78/11 و 97/11 میلیمتر در روز بوده است. مقادیر پایین  RMSE روش­های پهنه­بندی بیان­گر مطلبوبیت پهنه‌بندی نیاز آبی بوده ‌است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation Spatial and Temporal Distribution of Maize Water Requirement Using Geostatistical Methods in Khuzestan Province

نویسندگان [English]

  • yasin baladi 1
  • zahra ezadpanah 2
  • Mona Golabi 3
  • Mohammad Albaji 4
2 - Shahid Chamran University of Ahvaz/ Faculty of Water Science Engineering/ Irrigation and Drainage Department
3 - Shahid Chamran University of Ahvaz/ Faculty of Water Science Engineering/ Irrigation and Drainage Department
4 - Shahid Chamran University of Ahvaz/ Faculty of Water Science Engineering/ Irrigation and Drainage Department
چکیده [English]

   Maize cultivation is considered as one of the main crops in the Khuzestan province. Mostly, in planning water requirement is calculated as a point, while irrigation is preformed locally. Therefore, this data must be converted from the spot to the region. In this research, in order to determination irrigation scheduling in Khuzestan province were planted spring Maize in lysimeter at the Faculty of Water Sciences Engineering of Shahid Chamran University of Ahvaz. The aim of this cultivation were compared between the current methods of determination of water requirement and lysimeteric method and determine the appropriate equation. The results showed that the Blaney-Criddle equation is the best method to estimation evapotranspiration in case study area. After determining the appropriate equation of water requirement, mention equation and meteorological data were used for zoning Maize water requirement with geostatistical methods.The zoning was performed using ARC GIS 10.3.  First, the data were normalized. Then, according to the lowest RMSE were selected the best semi variogram and zoning model. The results show that simple kriging with circular semi-circular model in all months is considered optimal model. RMSE value of this model was calculated, the amount of it was 0.08, 0.17, 0.46 and 0.48 for March, April, May and June. The result of water requirement zoning showed that this parameter in south is more than north of Khuzestan province. Also, the amount of water requirement in last months is more than first months. During the study period (from March to June), water requirement was 1.98, 5.52, 11.78 and 11.97 (mm/day) monthly. Small amounts of RMSE was indicated the optimum of water requirement zoning.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Kriging method
  • Geostatistics
  • Semi variogram
  • Water requirement

 

توانا، ا.، ع.، ر. هوشمند و ح. فتحیان. ۱۳۹۰. پهنه بندی تبخیر- تعرق مرجع منطقه ای با استفاده از تخمین­گرهای زمین آماری و GIS (مطالعه موردی استان خوزستان). اولین کنفرانس ملی هواشناسی و مدیریت آب کشاورزی، تهران، دانشگاه تهران، گروه مهندسی آبیاری.

جامعی، م و م. موسوی بیگی. 1392. برآورد مکانی و پهنه‌بندی تبخیروتعرق مرجع در استان خوزستان. مجله جغرافیا و توسعة ناحیه ای. شمارة بیست و یکم، 42-23.

حسنی پاک، ع.، ا. 1392. زمین آمار(ژئواستاتیستیک). چاپ چهارم. انتشارات دانشگاه تهران، 314 صفحه.

زارع ابیانه، ح.، م. بیات ورشکی و ع.، ا. سبزی پرور.1389. ارزیابی روش­های مختلف برآورد تبخیر تعرق گیاه مرجع و پهنه بندی آن در ایران. پژوهش های جغرافیای طبیعی. شماره 74 ،صص 110-95.

شعبانی، م. 1388. ارزیابی کاربرد روش­های زمین آمار در پهنه بندی شدت­های خشکسالی استان فارس، مهندسی آب، سال دوم، صص 36-31.

شهابی فر، م.، م. کوچک زاده، م. محمدزاده و س.، م. میر لطیفی.1383 . استفاده از روش­ها ی زمین آماری در تعیین نیاز آبی چغندر قند استان تهران. مجله چغندر قند.جلد 20 ، شماره 2، صص 133-147.

کمالی، م.، ا. 1390. برنامه ریزی آبیاری گندم با استفاده از زمین آمار و سامانه اطلاعات جغرافیایی. مجله پژوهشی آب در کشاورزی، جلد 25، شماره2.

موسوی حسب، ر. و ناصری، ع. ع. ۱۳۸۷. اندازه گیری نیاز آبی واقعی نیشکر و مقایسه آن با نرم افزار REF - ET در جنوب اهواز جهت تعیین فرمول مناسب برای برنامه ریزی آبیاری. دومین همایش ملی مدیریت شبکه های آبیاری و زهکشی. اهواز، دانشگاه چمران.

نورمحمدی، ق.، س.، ع. سیادت و ع. کاشانی. 1380. زراعت غلات، جلد اول، چاپ چهارم.

Allen, R. G., L. S. Pereira, D. Raes and M. Smith. 1998. Crop evapotranspiration (Guidelines for Computing Crop Water Requirements). Irrigation and Drainage paper, No. 56. FAO. Rome.

Alsamamra, H., J. A. Ruiz-Arias, D. Pozo-Va´zquez and J. Tovar-Pescador. 2009. A comparative study of ordinary and residual kriging techniques for mapping solar radiation over southern Spain. Agricultural and Forest Meteorology, No. 149, pp. 1343 – 1357.

Casa, R and A. Castrignanob. 2008. Analysis of spatial relationships between soil and crop variables in a durum wheat field using a multivariate geostatistical approach. European Journal of Agronomy, Vol. 28, No. 3, pp. 331–342.

Feki, H., B. Hatem and M. Slimani. 2015. Climatic variables mapping using geostatistics in semi-arid region: case study of Tunisia. Geoin for Geostat: An Overview. pp. 15-22.

Gong, L., Xu. Chong-yu, D., Chen, S., Halldin and Y. D. Chen. 2006.  Sensitivity of the Penman–Monteith reference evapotranspiration to key climatic variables in the Changjiang (Yangtze River). Basin Journal of Hydrology, 329, pp. 620– 629.

Greets, S., D., Raes, M. Garcia, C. D., Castillo and W. Buytaert. 2006. Agro-Climatic suitability mapping for crop production in the Bolivian Altiplano a case study for quinoa. Agricultural and Forest Meteorology, No.139, pp. 399-412.

Lopez-urrea, R., A. Montoro, P., Lopez-fuster and E., Feres.  2009. Evapotranspiration and responses to irrigation of broccoli, Agricultural Water Management. Vol 96, No. 7, pp. 1155-1161.

.Mardikis, M.G., D. P., Kalivas and V. J., Kollias. 2005. Comparison of interpolation methods for the orediction of reference evapotranspiration-an application in Greece. Water Resource Management, No.19, pp. 251–278.

Savva, A.P. and K. Frenken. 2002. Crop water requirements and irrigation scheduling, water resources development and management officers. FAO Sub-Regional Office for East and Southern Africa.

Sun, L. and Ch. Song. 2008. Evapotranspiration from a freshwater marsh in the Sanjiang plain, Northeast China. Journal of Hydrology, 352, pp. 202– 210.