ارزيابي مدل SWAT در شبيه¬سازي همزمان رواناب رودخانه، تبخير و تعرق واقعي و عملكرد محصولات كشاورزي: مطالعه موردي، حوضه زرينه¬رود

Evaluation Yield of Sunflower (Farrokh cultivar) under Effects of Conventional Deficit Irrigation and Partial Root Zone Drying

در مطالعات بهره¬وری آب در بخش كشاورزی، مقادیر رواناب، تبخیر و تعرق واقعی و عملكرد محصولات زراعی و باغی اصلی¬ترین متغیرها هستند. برای ارزیابی راه¬كارهای ارتقاء بهره¬وری این بخش، شبیه¬سازی این متغیرها لازم خواهد بود. در این خصوص استفاده از مدل¬های مفهومی گزینه مناسبی هستند كه مدل SWAT از جمله شناخته¬ترین آنها می¬باشد. مقاله حاضر به ارزیابی این مدل در شبیه¬سازی همزمان رواناب، تبخیر و تعرق واقعی و عملكرد تعدادی از محصولات كشاورزی غالب در حوضه زرینه¬رود می¬پردازد. علت انتخاب این حوضه نقش آن در تأمین نیاز آبی دریاچه ارومیه است كه در سال¬های اخیر با مشكلات جدی مواجه شده است. افزایش ورودی آب این حوضه به دریاچه تنها با ارتقاء بهره¬وری آب میسر خواهد بود. بدین منظور حوضه ابتدا به 11 زیرحوضه و 908 واحد هیدرولوژیكی تقسیم شد تا بتوان الگوی كشت منطقه و نحوه تأمین آب آن در نزدیك¬ترین شكل به حالت واقعی به مدل معرفی گردد. در ادامه شبیه¬سازی رواناب با استفاده از 6 ایستگاه آبسنجی در سطح حوضه برای دوره-های 1999-1987 و 2006-2000 بترتیب واسنجی و اعتبارسنجی شد كه برای دوره واسنجی مقادیر R2 بین 49/0 تا 71/0 و RMSE بین 9/3 تا 9/44 (مترمكعب در ثانیه) و برای اعتبارسنجی مقادیر 54/0 تا 77/0 برای R2 و 07/2 تا 7/55 برایRMSE را به همراه داشت. همچنین، میزان تبخیر و تعرق واقعی از محصولات براساس سال¬های پرباران كه تنش آبی در حوضه نبوده، با اطلاعات سند ملی آب واسنجی شد كه مقادیر R2 و RMSE بترتیب برابر با 97/0 و 5/52 میلی¬متر در سال را نتیجه داد. نهایتا عملكرد 7 محصول عمده حوضه شبیه¬سازی و با آمار موجود مقایسه شد كه مقادیر R2 و RMSE بترتیب برابر با 9/0 و 65/1 تن در هكتار را نشان داد.

Streamflows, actual evapotranspiration and crops’ yield are the main variables to estimate agricultural water productivity. Thus, simulation of these variables is of great importance in evaluation of different measures to increase water productivity. For this, application of conceptual models is a relevant approach and SWAT (soil and water assessment tool) is one of the well known models in this regard. The present paper aims to assess SWAT in simultaneous simulation of streamflows, actual evapotranspiration and the main crops’ yield of the Zarineh Rud basin. The reason for selection of this basin as the study area relates to its role to meet the Urmia Lake’s water requirement. The lake faces with serious water shortage in recent years and escalating water inflow depend to increase water productivity in the upper catchments. To setup SWAT, the basin was divided to 11 subbasins and 908 hydrological response units, which enables us to introduce more accurately the basin’s cropping pattern and water resources, which meet the requirements of the agricultural area. For simulation of the river flows, data from 6 gauging stations were used for calibration and validation of the model for periods of 1987 to 1999 and 2000 to 2006 respectively that resulted R2 and RMSE between 0.49 to 0.71 and 3.9 to 44.9 (m3/sec) for calibration period, and values of 0.54 to 0.77 and 2.07 to 55.7(m3/sec) for validation period respectively. There is no observed data for actual evapotranspiration in the basin. So, it was verified in the wet years by maximum evapotranspiration reported in National Water Document that results presented the values of 0.97 and 52.5(mm/year) for R2and RMSE respectively. Finally, the estimated yields of the 7 staple crops by the model were compared with the recorded data that showed very close values(R2=0.9 and RMSE=1.65(ton/ha)).