(نیاز آب)
NIAZAB
http://niwr.ir
1- اهمیت موضوع و چالش‌های موجود
سامانه نیاز آبیاری گیاهان زراعی و باغی کشور که توسط موسسه تحقیقات خاک و آب در سال 1400 توسعه یافته است، با ایجاد بانک‌های اطلاعاتی منحصر به فرد در سطح کشور توانایی آن را دارد که تغییرات نیاز آبیاری محصولات مختلف را در شرایط تغییر اقلیم تعیین و ارائه نماید که در سطح مدیریت کلان آب در بخش کشاورزی کشور دارای اهمیت بسیار است. این سامانه بر اساس آخرین روش‌های علمی روز آب مصرفی را در سطوح مختلف کشت تخمین زده و اطلاعات کلان را در اختیار مدیران منطقه‌ای قرار می‌دهد. کشور ایران در عرض جغرافیایی شمالی بین ۲۵ و ۴۵ درجه واقع شده و بیشتر نواحی آن در اقلیم خشک و نیمه خشک قرار دارد که مشخصه آن فصل خشک طولانی و بدون بارش است. در این نواحی کمبود آب یکی از مهم‌ترین عوامل محدود‌کننده توسعه کشاورزی است. در شرایط حاضر، رقابت برای آب به علت افزایش جمعیت، توسعه شهرنشینی و صنعتی شدن در حال افزایش است. این در حالیست که محدودیت کمبود آب با مدیریت آبیاری نامناسب در این اراضی نیز تشدید می‌شود. بخش بزرگی از اراضی کشاورزی کشور نیز به علت قرار گرفتن در این اقلیم و مدیریت نامناسب زراعی و باغی در خطر شوری قرار گرفته‌اند (8/6 میلیون هکتار). از سوی دیگر در کشور ایران توسعه گیاهان زراعی و باغی بدون توجه به تناسب اراضی، اقلیم و منابع آبی انجام می‌شود. بنابراین اولین گام در مدیریت متوازن منابع آب برآورد صحیح آب مورد نیاز آبیاری است. کم‌رنگ بودن نقش مؤلفه‌های علمی و مهندسی در مدیریت نرم مصرف آب در مقیاس مزرعه و ناحیه منجر به کاهش منابع آب سطحی و زیرزمینی شده و توسعه بیابان در برخی از مناطق (مانند جنوب استان‌های فارس، کرمان و البرز) را نیز بدنبال داشته است. در چنین شرایطی انتظار بر این است با استفاده از به‌روز نمودن اطلاعات و تجمیع و کاربرد آن‌ها از منابع خاک و آبی محدود کشور به صورت منطقی، علمی و عادلانه برای توسعه کشاورزی پایدار و افزایش بهره‌وری استفاده شود. مدیریت آبیاری در کشاورزی پایدار(Agriculture sustainable irrigation management) می‌بایستی به طور هم‌زمان دو هدف را در نظر بگیرد: ایجاد کشاورزی پایدار برای تأمین امنیت غذایی و محافظت از محیط زیست طبیعی. لازمه تحقق این انتظار حاکم شدن نگرش و تحلیل علمی و نظام‌مند در مدیریت منآبع آب و خاک در بخش کشاورزی است.
مسئله اصلی این است که در حال حاضر دانش فنی جامعی که بتواند از بانک‌های اطلاعات کلان کشور برای برآورد و تعیین نیاز آبی، آب مصرفی و برنامه‌ریزی آبیاری در منطقه، دهستان، شهرستان، دشت، حوضه آبریز، الگوی کشت گیاهان و شبکه‌های آبیاری استفاده کند، وجود ندارد و تنها تعداد محدودی نرم‌افزار و مدل وجود دارند که کاربرد نقطه‌ای داشته و بخی از آن‌ها خیلی هم قدیمی هستند و قابلیت برآورد و تعیین نیاز آبی در سطح کلان کشور را ندارند و لازم بود سامانه جامعی طراحی و ایجاد شود تا این شکاف را پر نماید و بتواند با پشتیبانی بانک‌های اطلاعاتی و هم چنین مجموعه الگوریتم‌های محاسباتی مقادیر نیاز آبی، آب مصرفی گیاهان را در سطح کشور برآورد و تعیین کرده و به صورت مستقیم در اختیار ذی نفعان بخش آب کشاورزی قرار دهد تا موجب بهره‌برداری بهینه از آب درکشاورزی کشور شود.
کشاورزان، کارشناسان کشاورزی و ترویج، هیدرولوژیست‌ها، هواشناسان کشاورزی، کارشناسان و مدیران منابع، توزیع و مصرف آب با مسئله تبخیر- تعرق و به عبارت دیگر مقدار آب واقعی مصرف شده توسط یک پوشش گیاهی مواجه هستند. از این رو تعیین صحیح عرضه آب آبیاری برای توسعه پایدار و مدیریت کشاورزی مهم است. در این میان تعیین تبخیر- تعرق نقش کلیدی دارد و از اهمیت زیادی برخوردار است. از سوی دیگر از تبخیر- تعرق برای شناخت زیست بوم، مدیریت سیلاب و مدیریت توسعه شهری نیز استفاده می‌شود.
مهم‌ترین فرصت‌های ایجاد شده برای دستیابی به این هدف که هم اکنون در کشور فراهم است عبارتند از: افزایش تعداد ایستگاه‌های هواشناسی سینوپتیک و اقلیم‌شناسی، دسترسی به اطلاعات خاک ویژه مکان و استفاده از آن در محاسبه ضرایب گیاهی مرحله اولیه، ضرایب تبخیر و تنش آبی و توسعه علوم و فناوری‌های نوین: آمار مکانی، مدل‌های پیش‌بینی خواص هیدرولیکی و تبخیر- تعرق.
2- ویژگی‌های سامانه نیاز آب
سامانه نیاز آب دارای بانک‌های اطلاعاتی منحصر به فرد و جامعی در مقیاس ملی به شرح زیر است:
- بانک داده هواشناسی در مقیاس روزانه با قابلیت پردازش و جستجو و بررسی تغییرات پارامترهای هواشناسی دارای 35 میلیون داده در بازه‌های زمانی مختلف و ارائه گزارش بر اساس سطح دسترسی و مورد نیاز محققان بر مبنای 720 ایستگاه هواشناسی سینوپتیک و اقلیم‌شناسی در سطح کشور.
- بانک داده فنولوژی گیاهی متشکل از 66 هزار داده مکانی که در اختیار کاربران برای بررسی دوره‌های فنولوژی گیاهی و تغییرات آن در مناطق مختلف قرار داده می‌شود. این اطلاعات در تعیین نیاز آبی بسیار حائز اهمیت بوده و تجمیع این اطلاعات بر اساس 4 مرحله استاندارد فائو کاملا منحصر به فرد می‌باشد.
نمایی از بانک داده فنولوژی گیاهی
- بانک داده ارقام گیاهان زراعی و باغی و سطح کشت آن‌ها در سطح کشور که امکان دسترسی کاملی برای برآورد آب مصرفی را به محققان و مدیران اجرایی داده و امکان گزارش‌گیری‌های مختلفی از این اطلاعات برای استفاده در مدیریت کلان کشاورزی وجود دارد.
نمایی از بانک داده ارقام گیاهان زراعی و باغی کشور
- بانک داده عملکرد واقعی و عملکرد استاندارد ارقام مختلف برای استفاده در تعیین نیاز آبیاری و برنامه‌ریزی آبیاری.
نمایی از بانک داده عملکرد گیاهان زراعی و باغی کشور
- بانک داده ویژگی‌های فیزیک و هیدرولیک خاک در مقیاس شهرستان اطلاعات مناسبی را برای استفاده در تعیین نیاز آبیاری، طراحی و برنامه‌ریزی آبیاری در اختیار کاربر قرار می‌دهد.
نمایی از بانک داده ویژگی‌های فیزیکی و هیدرولیکی خاک
- بانک اطلاعات راندمان کاربرد در مقیاس شهرستان مقادیر پیشنهادی راندمان کاربرد را برای روش‌های مختلف آبیاری در اختیار کاربران و کارشناسان و برنامه‌ریزان آبیاری قرار می‌دهد.
نمایی از بانک اطلاعات راندمان کاربرد
همچنین این سامانه مجهز به زیر برنامه‌های تخصصی بر اساس آخرین روشها و فناوری‌های روز بوده که امکان برآورد پارامترهای مختلف مرتبط با نیاز آبیاری و برنامه‌ریزی آبیاری وجود دارد. از این رو مدل‌های بومی شده در سامانه کاملا با نمونه‌های خارجی آن برابری نموده و از دقت مناسبی برخوردار می‌باشند. زیر برنامه‌های استفاده شده در سامانه به شرح زیر هستند:
- زیر برنامه بررسی و تایید داده‌های هواشناسی ورودی
- زیر برنامه داده‌کاوی و تعیین داده‌های ناقص و خارج از رنج
- زیر برنامه تبخیر- تعرق گیاه مرجع
- زیر برنامه ضریب رشد گیاهی
- زیر برنامه تبخیر- تعرق استاندارد
- زیر برنامه تبخیر- تعرق واقعی بر اساس عملکرد و توابع تولید
- زیر برنامه بارش موثر
- زیر برنامه نیاز آبیاری استاندارد
- زیر برنامه نیاز آبیاری واقعی بر اساس عملکرد و توابع تولید
- زیر برنامه راندمان استاندارد و راندمان کاربرد آب در مزرعه
- زیر برنامه آب مصرفی استاندارد
- زیر برنامه آب مصرفی واقعی
- زیر برنامه برنامه‌ریزی آبیاری
تمامی این زبر برنامه‌ها به صورت جامع به هم پیوند یافته و گزارش‌های متعددی را برای کاربر آماده مینمایند که بر اساس سطح دسترسی تعریف شده می‌تواند اطلاعات گسترده‌ای در حوضه مورد مطالعه خود داشته باشد و به گزارش‌های متعددی در زمینه نیاز آبی، آب مصرفی و برنامه‌ریزی آبیاری گیاه هدف دست یابد.
نمایی از گزارش‌گیری نیاز آبیاری گیاه گندم در شرایط استاندارد
همچنین با ارائه تغییرات آب مصرفی و نیاز آبیاری محصولات با الگوی‌های مختلف کشت می‌تواند در اصلاح سطح کشت و مدیریت آب و ارتقا بهره‌وری آن در تصمیم‌گیری‌های کلان مدیریت جامع آب کارآمد باشد.
نمایی از گزارش‌گیری آب مصرفی بر اساس سطح کشت محصولات
3- روند نمای سامانه نیاز آب
ساختار کلی سامانه در شکل زیر ارائه شده است که شامل بانک‌های اطلاعاتی، زیر سامانه‌های بارگذاری شده، کنترل مرکزی و شیوه پیوند این زیر سامانه‌ها به یکدیگر می‌باشد. این سامانه در سرور موسسه تحقیقات خاک و آب به طور کامل پیاده سازی و اجرا شده است و بر اساس سطح دسترسی که برای افراد تعیین می‌شود کاربران می‌توانند با تایید فرم حفظ محرمانگی به این اطلاعات دسترسی داشته باشند.
روند نمای ساختار سامانه نیاز آب
4- عکس‌های سامانه
نمایی از موقعیت مکانی ایستگاه و شهرستان‌ها
نمای گزارش خروجی