تاثیر کم‌آبیاری در بهره‌برداری پایدار منابع آب زیرزمینی دشت نیشابور

در دسترس بودن آب زیرزمینی نقش مهمی در تولید پایدار محصولات کشاورزی و تامین امنیت معیشت بهره‌برداران در دشت نیشابور ایفا می‌نماید. افت سطح آب زیرزمینی و کسری مخزن سالانه از چالش‌های اساسی این دشت است. در دشت نیشابور سالانه بیش از 90% منابع آب زیرزمینی برای آبیاری حدود 84 هزار هکتار از اراضی آبی زیرکشت محصولات مختلف زراعی و باغی به مصرف می‌رسد. در این مقاله، مدل شبیه‌سازی حرکت آب و املاح در خاک (swap) با استفاده از داده‌های 6 مزرعه مختلف دشت نیشابور مورد واسنجی و صحت سنجی قرار گرفت. بدین منظور اطلاعات مزرعه‌ای و سایر داده های موردنیاز برای اجرای مدل در شرایط منطقه گردآوری ‌شد. اثرات مدیریت رایج آبیاری بر اجزای بیلان آب و شاخص‌های مختلف بهره‌وری آب در مزارع گندم، جو، چغندرقند، پنبه، ذرت علوفه‌ای و گوجه‌فرنگی با استفاده از مدل swap بررسی گردید. همچنین تاثیر اعمال 2 سناریوی اعمال کم آبیاری (1 کاهش 20-30 درصد آب مصرفی در طول دوره رشد، 2 حذف یک نوبت آبیاری در مرحله غیر حساس رشد گیاه) بر کاهش برداشت از منابع آب زیرزمینی تخمین زده شد. نتایج نشان داد در شرایط مدیریت آبیاری فعلی زارعین، کاهش بهره‌وری آب به دلیل تبخیر از سطح خاک برای مزارع گندم، جو، چغندرقند، پنبه، ذرت علوفه‌ای و گوجه‌فرنگی به ترتیب به‌اندازه 24، 26، 27، 21، 8 و 27 درصد بود. کاهش بهره‌وری آب به دلیل نفوذ عمقی، از wpetq در مقایسه با wpet شدیدتر بود به‌طوری‌که مقدار wpetq به‌اندازه 50، 44، 33، 37، 14 و 53 درصد به ترتیب برای مزارع گندم، جو، چغندرقند، پنبه، ذرت علوفه‌ای و گوجه‌فرنگی در مقایسه با wpet کاهش نشان داد. مقادیر مختلف بهره‌وری آب نشان از لزوم کنترل و کاهش تلفات تبخیر خاک و نفوذ عمقی با تغییر روش‌های سنتی آبیاری به سامانه‌های با کارایی بالاتر دارد. اعمال مدیریت کم‌آبیاری برای 6 محصول عمده در دشت نیشابور، موجب 27% کاهش در برداشت از سفره آب زیرزمینی با تغییر عملکرد بین 4+ تا 17-درصد گردید. این مقدار برداشت کمتر معادل 105 میلیون مترمکعب تخلیه کمتر سفره آب زیرزمینی و جبران 77% کسری مخزن دشت نیشابور می باشد. حذف یک نوبت آبیاری برای 6 محصول عمده در دشت نیشابور، موجب 17/5% کاهش در برداشت از سفره آب زیرزمینی با کاهش عملکرد بین 4 تا 10 درصد می‌گردد. این مقدار برداشت معادل 69 میلیون مترمکعب تخلیه کمتر سفره آب زیرزمینی است که بدین ترتیب حدود 50% کسری مخزن جبران می‌شود.

Effect of Dificit Irrigation on Sustainable Utilization of Groundwater Resources

The access to fresh groundwater is playing an imporatant role for sustainable crop production and secure livelihood of people living in the Neyshabour plain. Decline in groundwater table and aquifer fractional are the most important challenges in this plain. In the Neyshabour plain about 84 thousand hectares of agricultural land are cultivated annually and more than 90% of groundwater resources are used in the agricultural sector. In this paper, SoilWaterAtmospherePlant (SWAP) model is calibrated and validated using measured field data from six different fields located in the Neyshabour plain. For this purpose, field information and other SWAP requirement data were collected in the six farm conditions. Calibrated and validated SWAP model is then used to quantify the effects of existing irrigation practices on water balance components and different water productivity indicators for wheat, barley, sugar beet, cotton, silage corn and tomato. Also, the effect of applying the two senarios (1. 2030% reduction of water consumption during growth period, 2. removal of irrigation intervals in the nonsensitive plant growth stage) was estimated on the reduction of exploiting of groundwater resources. The results showed that under the current irrigation practices, soil evaporation reduced WPET (Yact/ETact) over WPT (Yact/Tact) by 24%, 26%, 27%, 21%, 8% and 15% for wheat, barley, sugar beet, cotton, silage corn and tomato, respectively. The reduction in WPETQ (Yact/ETact+qbot) over WPET because of deep percolation was even higher and remains 50%, 44%, 33%, 37%, 14% and 53% for wheat, barley, sugar beet, cotton, silage corn and tomato, respectively. The substantial differences in WP values emphasized the need to control nonbeneficial soil evaporation and deep percolation losses, and change traditional irrigation system by a more efficient one. Applying deficit irrigation management for the six major crops in the neyshabour plain resulted in a 27% reduction in the extracting of groundwater aquifer with a change in yield +4 to 17%. This less withdrawal amount is equal 105 million cubic meters of exploiting of groundwater and compensates for 77% of the reservoir fraction in the Neyshabour plain. Removing an irrigation turn for six malor crops in the Neyshabour plain causes a 17.5% reduction in exploiting from groundwater aquifer with a decrease in yield from 4 to 10 percent. This amount of discharge is equivalent to saving 69 million cubic meters of groundwater, thus compensating about 50% of the groundwater aquifer fraction.