به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « swap model » در نشریات گروه « آب و خاک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «swap model» در نشریات گروه «کشاورزی»
  • Mostafa Yaghoobzadeh *, Mokhtar Salehi Tabas, Davood Akbari, Farhad Azarmi Atajan
    Drought begins with a lack of rainfall and depending on its duration and severity, Drought can affect parameters such as soil moisture, volume of surface and subsurface water, and human and ecosystem activities. For this purpose, in this research, by using the estimated soil moisture data by the SWAP model and the data of the fifth climate change report, agricultural drought was determined by using of the soil moisture deficit index for the future period (2020-2039) and then they compared with the base period (1992-2011). The results showed that the climatic parameters such as minimum temperature, maximum temperature and precipitation have increased in the future period compared to the base period. The RCP8.5 scenario has estimated the temperature is higher and the precipitation is lower compared to the RCP4.5 scenario. Moisture changes at a soil depth (30 cm) showed that the percentage of soil moisture increases slightly for each scenario in the future period (2020-2039) compared to the base period (1992-2011). The presence of error values of R2=0.81, NS=0.79 and RMSE=0.02 showed that there is a high correlation between the measured and observed results of soil moisture obtained from calibration and validation of the SWAP model. The results show that calculated SMDI drought index values in the future period (2020-2039) for RCP4.5 scenario has higher than the RCP8.5 scenario, and the predicted SMDI value for the future period is higher than the base period. The results of SMDI drought index uncertainty under RCP4.5 and RCP8.5 scenarios showed that CanEsm2 model has the most certainty and IPSL models have the least certainty compared to other models. The results of this research determined that drought can be estimated in the future by using the vegetation model.
    Keywords: GCM model, LARS-WG model, Moisture deficit index, SWAP model, Uncertainty}
  • محمدعلی انصاری، اصلان اگدرنژاد*، نیازعلی ابراهیمی پاک
    گیاه سیب زمینی پنجمین منبع غذایی جهان به شمار می رود که در کشور ما نیز در سطح وسیعی کشت می شود. با توجه به حساسیت این گیاه زراعی به مقدار آب آبیاری، لازم است اثر مقادیر مختلف آبیاری بر عملکرد آن در مناطق مختلف بررسی شود. بر این اساس انجام آزمایش-های مزرعه ای الزامی لیکن دشوار، زمان بر و پرهزینه می باشد. بدین منظور، از مدل SWAP به عنوان ابزاری قدرتمند برای شبیه سازی سیب زمینی استفاده شد. در این پژوهش برای ارزیابی این مدل، از داده های زراعی دو ساله برداشت شده از یک مزرعه تحقیقاتی در چهارتخته شهرکرد استفاده شد. این داده ها شامل پنج سطح تنش آبی (E0، E1، E2، E3 و E4 به ترتیب نشان دهنده ی 100، 85، 70، 50 و 30 درصد تامین نیاز آبی) و سه زمان اعمال تنش (T1، T2 و T3 به ترتیب نشان دهنده ی 50 روز رشد اول (استقرار بذر و رشد رویشی)، دوم (رشد کامل) و سوم (رسیدن گیاه) از کل دوره رشد گیاه بود. مقادیر آماره NRMSE برای عملکرد و کارایی مصرف آب نشان داد که مدل SWAP در هر دو دوره واسنجی و صحت سنجی دقت عالی داشت (1/0 < NRMSE). خطای این مدل برای شبیه سازی عملکرد در مراحل واسنجی و صحت سنجی به ترتیب برابر با 42/1 تن در هکتار (6/4 درصد) و 36/2 تن در هکتار (2/7 درصد) بود. مقدار خطای این مدل برای کارایی مصرف آب در دو مرحله ی اشاره شده به ترتیب 04/0 کیلوگرم بر مترمکعب (9/4 درصد) و 33/0 کیلوگرم بر مترمکعب (7/7 درصد) بود. همچنین کارایی مدل SWAP برای شبیه سازی سیب زمینی در دوره های واسنجی و صحت سنجی قابل قبول بود. برنامه ریزی آبیاری سیب زمینی با استفاده از مدل SWAP نشان داد که برای دستیابی به بیشترین عملکرد، بهتر است عمق آب آبیاری در دوره اول رشد برابر با 750 میلی متر و در دوره های بعدی 900 میلی متر باشد.
    کلید واژگان: تنش آبی, کارایی مصرف آب, عمق آب آبیاری, مدل SWAP}
    MohammadAli Ansari, Aslan Egdernezhad *, Niazali Ebrahimipak
    Potato is the fifth largest food source in the world, which is widely cultivated in Iran. Due to the sensitivity of this crop to the amount of irrigation water, it is necessary to investigate the effect of different amounts of irrigation on it. For this purpose, SWAP model was used as a powerful tool for potato simulation. At first, to evaluate this model, biennial data (1998-1999) collected from a research station in ChaharTakhteh, Shahrekord were used. These data include five levels of water stress (E0, E1, E2, E3 and E4, respectively, indicating 100, 85, 70, 50 and 30% water supply) and three stress application times (T1, T2, and T3 indicating 50, 100, and 150 days after sowing, respectively). NRMSE values for yield and water use efficiency showed that SWAP model in both calibration and validation were excellent (NRMSE < 0.1). The error of this model for simulating yield in the calibration and validation stages was equal to 1.42 ton.ha-1 (4.6 percent) and 2.36 ton.ha-1 (7.2 percent), respectively. The error value of this model for water consumption efficiency in the mentioned two stages was 0.04 kg.m-3 (4.9%) and 0.33 kg.m-3 (7.7%), respectively. The efficiency of the SWAP for potato simulation during calibration and validation was acceptable. Potato irrigation planning using SWAP showed that to achieve maximum yield, the irrigation water depth in the first growing period is equal to 750 mm and irrigation depths are 900 mm in subsequent periods.
    Keywords: Irrigation Water Depth, SWAP model, water stress, Water Use Efficiency}
  • آدینه عبدی، صفورا اسدی کپورچال*، مجید وظیفه دوست، مجتبی رضایی

    در دهه های اخیر مدل های زیادی برای شبیه سازی مدیریت آب در مزرعه بسط یافته و تمرکز اصلی پژوهش گران به دست آوردن محصول بیشتر به ازای واحد آب مصرفی است. بهره وری آب بیان گر مقدار عملکرد محصول به ازای هر واحد آب کاربردی است. با توجه به محدودیت منابع آب و مصرف بهینه آن در راستای صرفه جویی و افزایش بهره وری آب، پژوهش حاضر با هدف شبیه سازی شاخص های بهره وری آب برای محصول برنج رقم هاشمی با استفاده از مدل آگروهیدرولوژیکی SWAP در خاک های شالیزاری در مقیاس مزرعه ای انجام شد. برای اندازه گیری مقدار تبخیر-تعرق واقعی از دو لایسیمتر ته بسته استفاده شد. مقدار تبخیر-تعرق به صورت روزانه اندازه گیری و بهره وری آب آبیاری (WPir) و بهره وری بر حسب تبخیر-تعرق (WPET) محاسبه گردید. سپس مقادیر اندازه گیری شده با برآورد شده از مدل SWAP مقایسه شدند. نتایج نشان داد که مدل SWAP از دقت بسیار خوبی در برآورد میزان عملکرد (90/0=R2و 73/648=RMSE) و میزان آب مصرفی در فرایند تبخیر-تعرق (89/0=R2 و 07/164=RMSE) برخوردار می باشد. با استفاده از مدل واسنجی شده SWAP، شاخص های بهره وری آب حاصل از تقسیم عملکرد بر تبخیر- تعرق (WPET) و عملکرد بر آب آبیاری (WPir) در مزرعه مورد مطالعه به ترتیب برابر با مقدار 876/0 و 553/0 کیلوگرم بر متر مکعب تخمین زده شد. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش راندمان آبیاری، حذف نفوذ عمقی و کاهش تبخیر کارایی مصرف آب به میزان 30% افزایش می یابد. به طور کلی به منظور مدیریت صحیح مزارع شالیزاری در سطح نسبتا وسیع و با در نظرداشتن عملکرد مطلوب محصول در زمان برداشت، توجه جدی به بهره وری آب و ارتقای آن با اعمال روش های کارآمد یکی از موثرترین راه های مقابله با بحران کم آبی و افزایش کمی و کیفی تولیدات برنج می باشد.

    کلید واژگان: پارامترهای هیدرولیکی خاک, بهره وری آب, مدل SWAP, مدیریت آب}
    Adineh Abdi, Safoora Asadi Kapourchal *, Majid Vazifedoust, Mojtaba Rezaei

    In recent decades, several models have been developed to simulate farm water management. The main focus of most researchers is obtaining more products per unit of water consumed. Water productivity defined as crop yield per unit of water consumption. Due to limitation of water resources and its optimal consumption in order to save water and increase its productivity, this study was conducted to simulate water productivity indices of rice (Hashemi caltiver) using SWAP model in paddy soils at field scale. For this purpose, two closed-ended lysimeters were used to measure the actual evapotranspiration. The quantity of evapotranspiration was measured daily and water productivity based on irrigation water (WPir) and evapotranspiration (WPET) was calculated and compared with the simulated values afterward. The obtained results indicated that the SWAP model had a high accuracy for estimating amount of yield (R2=0.90 and RMSE=648.73) and the amount of water consumed in the evapotranspiration process (R2=0.89 and RMSE=164.07). Using the calibrated SWAP model, the water productivity indices from division of yield on evapotranspiration (WPET) and yield on irrigation water (WPir) in the studied farm was estimated amount of 0.553 and 0.876 kg/m3, respectively. Also, results showed that with increasing irrigation efficiency, elimination of deep percolation and reduction of evaporation, water use efficiency increases by 30%. In general, for optimal management of paddy soils in field scale and considering the optimal yield at harvest time, serious attention must be paid to water efficiency to come up with most effective ways to deal with water crisis and to increase the quantity and quality of rice production.

    Keywords: Soil hydraulic parameters, SWAP model, Water management, Water productivity}
  • فرزین پرچمی عراقی*، عدنان صادقی لاری

    با وجود قابلیت بالای مدل های زراعی-هیدرولوژیکی مزرعه-مقیاس در شبیه سازی اندرکنش رشد گیاه با انتقال آب و املاح، نتایج حاصل از آن ها در معرض درجات مختلفی از عدم قطعیت قرار دارد. از این رو، تحلیل عدم قطعیت این مدل ها به منظور در دست داشتن برآوردی کمی از درجه استحکام نتایج مدل اهمیت می یابد. در این مطالعه، عدم قطعیت کاربرد توزیعی و زیرروزانه نسخه تصحیح شده ای از مدل SWAP برای یک مزرعه نیشکر با مدیریت ترکیبی زهکشی زیرزمینی آزاد/کنترل شده (واقع در کشت و صنعت نیشکر شعیبیه، خوزستان) از طریق تلفیق روش برآورد عدم قطعیت درست نمایی تعمیم یافته (GLUE) با گونه یکپارچه سازی شده الگوریتم بهینه سازی رفتار جمعی اجزا (UPSO) مورد ارزیابی قرار گرفت. در روش تلفیقی GLUE-UPSO، نمونه گیری از فضای پارامترهای واسنجی مدل از طریق الگوریتم UPSO و سایر مراحل محاسبات عدم قطعیت بر اساس روش GLUE صورت گرفت. نتایج تحلیل عدم قطعیت مدل حاکی از غیریکتایی قابل توجه پارامترهای واسنجی شده و وجود همبستگی های قوی بین آنها بود. نتایج حاکی از اهمیت استفاده از داده های واسنجی متنوع در کاهش عدم قطعیت شبیه سازی های مدل بود. محدوده های عدم قطعیت پیش بینی 95 درصد (95PPU) محاسبه شده برای مولفه های هیدرولوژی (رطوبت خاک، نوسانات سطح ایستابی و جریان زه آب خروجی از زهکش زیرزمینی)، انتقال املاح (نیم رخ غلظت املاح آب خاک و شوری زه آب) و بیوفیزیکی مدل (شاخص سطح برگ، عملکرد نی و عملکرد ساکارز) به ترتیب، بین 41 تا 87، 18 تا 67 و 75 تا 100 درصد از کل داده های اندازه گیری شده (مشتمل بر هر دو مجموعه داده های واسنجی و صحت سنجی) را با r-factor بین 0.71 تا 1.14، 0.33 تا1.14 و 0.84 تا 0.98 در بر گرفتند. نتایج این مطالعه، موید قابلیت روش تلفیقی GLUE-UPSO در واسنجی و تحلیل عدم قطعیت مولفه های مختلف مدل SWAP به طور هم زمان و در شرایط تعدد پارامترهای واسنجی بود.

    کلید واژگان: برآورد عدم قطعیت درست نمایی تعمیم یافته, بهینه سازی رفتار جمعی اجزای یکپارچه, شوری, مدل SWAP}
    Farzin Parchami Araghi *, Adnan Sadeghi Lari
    Introduction

    Agro-hydrological models play an important role in water resource management. However, their predictions always suffer from various sources of uncertainty, including model structures, parameters, and input and output data. Model structural uncertainty is caused by the fact that the model cannot perfectly represent the natural processes involved in the studied system. Parameter uncertainty indicates that many model parameters are not directly measurable or can only be obtained with unknown errors. Measurement uncertainty in input and output data is due to unknown measurement errors and incommensurability errors. Hence, it is important to assess the degree of uncertainty involved in agro-hydrologic modeling. The generalized likelihood uncertainty estimation (GLUE) method has been widely used for uncertainty analysis in hydrologic modeling because of its simplicity, ease of implementation, and less strict statistical assumptions about model errors. In GLUE, parameter uncertainty accounts for all sources of the model uncertainty. The drawback of the GLUE is its prohibitive computational burden imposed by its random sampling strategy, which hinders the efficient application of the method. In this study, a hybrid high-dimensional uncertainty analysis method was developed, combining GLUE with an evolutionary optimization algorithm, Unified Particle Swarm Optimization (UPSO), to improve the computational efficiency of the GLUE framework. UPSO is a modification of Particle Swarm Optimization (PSO) that aggregates its local and global variants, combining their exploration and exploitation capabilities without additional objective function evaluations. The hybrid GLUE-UPSO framework was used for uncertainty analysis of SWAP distributed sub-daily agro-hydrological modeling for a sugarcane farming system with combinational free/controlled subsurface drainage management.

    Methods

    The source code of the SWAP model was modified and extended to consider the duration of the irrigation events, simulation of sub-daily reference evapotranspiration, sub-daily precipitation interception, ratooning, and implementation of subsurface controlled drainage during the simulation period. The GLUE-UPSO framework was coded in FORTRAN and C++ and integrated into SWAP source code. The developed framework was applied to a dataset collected from a field with a combinational free/controlled (70-cm depth) subsurface drainage management located at Shoaybiyeh Sugarcane Agro-industrial company farms, Khuzestan province, Iran. The simulation was performed from 2010-07-19 to 2011-12-11 (481 days) for planted sugarcane (CP48-103 cultivar). A soil profile of 550 cm depth (depth of impermeable layer) was specified during simulations. The soil profile was divided into two layers. To consider the heterogeneity of irrigation scheduling at different parts of the studied field, the field area ( 21 ha) was divided into ten homogeneous simulation units, termed as hydrotopes. Hydrotopes have similar agro-hydrological properties except for irrigation scheduling. The model was calibrated, using the measured soil moisture profile, soil solute concentration profile, groundwater level, subsurface drainage outflow, drainage outflow salinity, Leaf Area Index (LAI), cane yield, and sucrose yield in a parallel manner. The weighted average of simulated values derived for each hydrotopes was compared with the corresponding measured data. Totally, 45 parameters were estimated through the GLUE-UPSO framework. The accuracy of the model in calibration and validation stages was evaluated, normalized root mean square error NRMSE and Nash-Sutcliffe model efficiency coefficient EF. The behavioral parameters were identified, using NRMSE > 0.2 for solute transport (soil water solute concentration and drainage outflow salinity) and EF > 0.7 for hydrological (soil water content, water table level, and drainage outflow) and biophysical (cane yield, sucrose yield, and LAI) simulations. For each parameter set, the objective function values were used as the likelihood measure to calculate the corresponding likelihood weights. The 95% prediction uncertainty (95PPU) bands were calculated at the 2.5% and 97.5% levels of the cumulative posterior distribution (realized from the weighted behavioral parameter sets) of the simulated state/flux variables.

    Results

    The results revealed a significant nonuniqueness of the calibrated parameters and the necessity of an uncertainty assessment for the SWAP simulations. Strong parameter correlations highlighted the need for calibration of the model parameters against diverse calibration data in a simultaneous manner. The 95% prediction uncertainty bands obtained for the model's hydrology (soil water content, water table level, sub-surface drainage outflow), solute transport (soil water solute concentration and sub-surface drainage outflow salinity), and biophysical (leaf area index, cane, and sucrose dry yield) components enveloped 41-87%, 18-67%, and 75-100% of the corresponding total observed data (including both calibration and validation datasets), respectively, with a r-factor (the ratio of the average thickness of the 95PPU band to the standard deviation of the corresponding measured variable) of 0.71-1.14, 0.33-1.14, and 0.84-0.98. The results indicated that the hybrid GLUE-UPSO framework offers an efficient alternative to provide traditional calibrated parameters as well as uncertainty analysis of computationally expensive hydrologic models.

    Keywords: Generalized Likelihood Uncertainty Estimation, Salinity, SWAP model, Unified Particle Swarm Optimization}
  • مرتضی خوش سیمای چنار، حمیده نوری*، ژیلا محمودی ملامحمود
    به منظور ارزیابی مدل SWAP پژوهشی در سال 1396 در مزرعه گروه مهندسی آبیاری و آبادانی دانشگاه تهران، واقع در کرج به صورت آزمایش فاکتوریل و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی انجام گرفت. تیمارهای آزمایشی شامل سه هیبرید ذرت، سینگل-کراس های 704، 400 و 260 (به ترتیب V1، V2 و V3) و سه سطح شوری آب آبیاری 7/0، 3 و 5 دسی زیمنس بر متر (به ترتیب S1، S2 و S3) بودند. در هر رقم ذرت برای واسنجی مدل از داده های عملکرد محصول اندازه گیری شده در مزرعه در سطح شوری آب آبیاری 3 دسی زیمنس بر متر (S2) و برای صحت سنجی آن از سطوح شوری آب آبیاری 7/0 و 5 دسی زیمنس بر متر (S2 و S3) استفاده شد. همچنین برای ارزیابی مدل در برآورد رطوبت و شوری خاک، از داده های مزرعه ای تیمارهای V1S2 (واسنجی) و V1S3 (صحت سنجی) استفاده شد. بر اساس نتایج به دست آمده، مدل SWAP عملکرد خوبی در برآورد رطوبت خاک داشته به طوری که در مرحله صحت سنجی در سه لایه خاک (20-0، 40-20 و 60-40 سانتی متری) به ترتیب دارای RMSE (ریشه میانگین مربعات خطا) 03/0، 03/0 و 04/0 cm cm-3 است و در پیش بینی شوری خاک لایه سطحی 20-0 سانتی متری دقت خوبی (RMSE برابر 67/0 mg cm-3) دارد اما با افزایش عمق خاک دقت مدل کاهش پیدا می کند به طوری که RMSE به ترتیب در دو لایه 40-20 و 60-40 سانتی-متری 16/1 و 19/1 mg cm-3 به دست آمد. مدل اختلاف ذاتی بین ارقام مختلف گیاه ذرت را به خوبی تشخیص داده است.
    کلید واژگان: آبیاری قطره ای, ارقام ذرت, مدل سازی رشد گیاه, مدل SWAP}
    Morteza Khoshsimaie Chenar, Hamideh Noory *, Zhila Mahmoudi Molamahmoud
    In order to evaluate the SWAP model a study was conducted in 2017 in the farm of the Department of Irrigation and Reclamation Engineering, University of Tehran, located in Karaj as a factorial experiment in a randomized complete block design. The treatments consisted of three maize hybrids SC-704, SC-400 and SC-260 (V1, V2 and V3, respectively) and three levels of irrigation water salinity 0.7, 3 and 5 dS m-1 (S1, S2 and S3, respectively). In each maize cultivar, for the model calibration, the crop yield data measured in the field from the salinity level of irrigation water 3 dS m-1 and for its validation, the salinity levels of 0.7 and 5 dS m-1 were used. Also, to evaluate the model in estimating soil moisture and salinity, field data of V1S2 (calibration) and V1S3 (validation) were used. Based on the obtained results, SWAP model has a good performance in estimating soil moisture so that in the validation stage in three soil layers (0-20, 20-40 and 40-60 cm) with RMSE (Root Mean Square Error) of 0.03, 0.03 and 0.04 cm cm-3 respectively and has a good accuracy in predicting soil salinity of 0-20 cm surface layer (RMSE = 0.67 mg cm-3) but with increasing soil depth, the accuracy of the model decreases so that RMSE of 1.16 and 1.19 mg cm-3 were obtained in two layers of 20-40 and 40-60 cm, respectively. The SWAP model detected the inherent differences between different cultivars of maize and the best simulation results were obtained for SC 704.
    Keywords: Crop growth modeling, Drip Irrigation, Maize cultivars, SWAP model}
  • فرزین پرچمی عراقی*، عدنان صادقی لاری

    شبیه سازی های زراعی-هیدرولوژیکی در معرض درجات مختلفی از عدم قطعیت قرار دارد. در این رابطه، تحلیل عدم قطعیت می تواند بینش مفیدی در خصوص درجه استحکام خروجی های مدل فراهم آورد. در این مطالعه، با تلفیق روش برآورد عدم قطعیت درست نمایی تعمیم یافته (GLUE) و گونه یکپارچه سازی شده الگوریتم بهینه سازی رفتار جمعی اجزا (UPSO) یک طرح تحلیل عدم قطعیت چندهدفه ترکیبی (GLUE-UPSO) مبتنی بر شبیه سازی های مهار شده مونت کارلو توسعه یافت. طرح توسعه یافته به منظور تحلیل عدم قطعیت مدل سازی زراعی-هیدرولوژیکی توزیعی با استفاده از مدل SWAP برای یک مزرعه نیشکر با زهکشی زیرزمینی، واقع در کشت و صنعت نیشکر شعیبیه، خوزستان مورد کاربرد قرار گرفت. نتایج این بررسی حاکی از غیریکتایی قوی اکثر پارامترهای واسنجی شده و اهمیت تحلیل عدم قطعیت شبیه سازی های مدل SWAP بود. وجود ضرایب همبستگی قوی بین پارامترهای واسنجی شده حاکی از اهمیت واسنجی مولفه های مختلف مدل به ازای داده های اندازه گیری شده معیار متنوع به صورت هم زمان بود. محدوده های عدم قطعیت پیش بینی 95 درصد اشتقاق یافته برای مولفه های هیدرولوژی (رطوبت خاک، نوسانات سطح ایستابی و جریان زه آب خروجی از زهکش زیرزمینی)، انتقال املاح (نیم رخ غلظت املاح آب خاک و شوری زه آب) و بیوفیزیکی مدل (شاخص سطح برگ، عملکرد نی و عملکرد ساکارز) به ترتیب، بین 67 تا 90، 23 تا 71 و 75 تا 100 درصد از کل داده های اندازه گیری شده (اعم از هردو مجموعه داده های واسنجی و صحت سنجی) را با r-factor بین 58/0 تا 34/1، 43/0 تا 07/1 و 70/0 تا 98/0 در بر گرفتند. نتایج این مطالعه، حاکی از سطح قابل قبول عدم قطعیت مدل و قابلیت روش تلفیقی توسعه یافته در واسنجی و کمی سازی عدم قطعیت مولفه های مختلف مدل به طور هم زمان بود.

    کلید واژگان: بهینه سازی رفتار جمعی اجزای یکپارچه, شوری, مدل SWAP, مدل سازی معکوس}
    Farzin Parchami Araghi *, Adnan Sadeghi Lari

    The agro-hydrologic simulations are subject to varying degrees of uncertainty. In this regard, uncertainty analysis can provide useful insights into the level of robustness of the model outputs. In this study, a hybrid multi-objective uncertainty analysis scheme, GLUE-UPSO, based on strained Monte-Carlo simulations was developed, combining Generalized Likelihood Uncertainty Estimation (GLUE) and Unified Particle Swarm Optimization (UPSO). The developed scheme was used for uncertainty analysis of distributed agro-hydrological modeling with SWAP for a sugarcane farming system with subsurface drainage located at Shoaybiyeh Sugarcane Agro-industrial Company farms, Khuzestan, Iran. The results highlighted the strong nonuniqueness of most of the calibrated parameters and the importance of uncertainty analysis of the SWAP simulations. Strong parameter correlations revealed the need for the simultaneous calibration of the model parameters against diverse calibration data. The 95% prediction uncertainty bands obtained for the model's hydrology (soil water content, water table level, sub-surface drainage outflow), solute transport (soil water solute concentration and sub-surface drainage outflow salinity), and biophysical (leaf area index, cane, and sucrose dry yield) components enveloped 67%-90%, 23%-71%, and 75%-100% of the corresponding observed data (including both calibration and validation datasets), respectively, with an r-factor of 0.58-1.34, 0.43-1.07, and 0.70-0.98. The results of the study indicated the acceptable level of model uncertainty and the capability of the developed framework for simultaneous calibration and uncertainty quantification of model components.

    Keywords: Inverse modeling, Salinity, SWAP model, Unified Particle Swarm Optimization}
  • سعید قوام سعیدی نوقابی*، مصطفی یعقوب زاده، محمدحسین نجفی مود

    رطوبت خاک یک پارامتر تعیین کننده در بسیاری از فرآیند های پیچیده زیست محیطی است و نقش تعیین کننده ای در وقوع خشکسالی کشاورزی دارد. لذا در این تحقیق، با استفاده از داده های برآورد شده رطوبت خاک توسط مدل SWAP و داده های گزارش پنجم تغییر اقلیم، خشکسالی کشاورزی به کمک شاخص کمبود رطوبت خاک برای دوره آتی (2039-2020) برای مزرعه گندم فاروب نیشابور تعیین شد. داده های اقلیمی به کمک شش مدل GCM و دو سناریو انتشار 5/4 و 5/8 برآورد و توسط مدل LARS-WG ریزمقیاس شدند. سپس داده های اقلیمی ریزمقیاس شده به همراه داده های زراعی، خاک و آبیاری وارد مدل SWAP گردید. در نهایت با استفاده از داده های رطوبت عمق صفر تا 30 سانتی متری خاک، خشکسالی کشاورزی به کمک شاخص SMDI مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد، دمای مینیمم، ماکزیمم و بارش در دوره آتی نسبت به دوره پایه افزایش یافته است و سناریو 5/8 نسبت به سناریو 5/4 دمای بیشتر و بارش کمتری را برآورد کرده است. همچنین میانگین SMDI در دوره آتی نسبت به دوره پایه برای هر دو سناریو افزایش یافته است. نتایج قطعیت مدل های GCM در برآورد شاخص SMDI نیز نشان داد. تحت سناریو 5/4 مدل های IPSL و MIROC بیشترین قطعیت و مدل Canesm2 کمترین قطعیت ولی تحت سناریو 5/8 مدل MIROC بیشترین قطعیت و مدل های Csiromk-3.6 و GFDL کمترین قطعیت را دارند.

    کلید واژگان: سناریو انتشار, شاخص کمبود رطوبت خاک, عدم قطعیت, مدل GCM, مدل SWAP}
    Saeid Ghavamsaeidi Noghabi *, Mostafa Yaghoobzadeh, Mohammad Hossein Najafi Mood

    Soil moisture is a determinative parameter in many of the complex environmental processes and plays a decisive role in the occurrence of agricultural drought. So, in this study, based on estimated soil moisture data by SWAP model and Fifth Report Data of Climate Change, agricultural drought was determined by Soil Moisture Deficit Index for the upcoming period (2020-2039) for the wheat field of Faroub in Neyshabour. The climatic data were estimated using six models of GCM and two emission scenarios of 4.5 and 8.5 and were downscaled by LARS-WG model. Then the downscaled climatic data along with field, irrigation and soil data were entered into the SWAP model. Finally, using soil moisture data of 0-30 cm depth, agricultural drought was evaluated using SMDI index. The results showed that the minimum and maximum temperatures and precipitation in the upcoming period have increased compared to the base period and 8.5 scenario have estimated a higher temperature and lower rainfall than the 4.5 scenario. Also, the average SMDI in the upcoming period has increased relative to the base period for both scenarios. The certainty results of GCM models for estimation of SMDI index also showed that under the 4.5 scenario, the IPSL and MIROC models have the highest certainty and the Canesm2 model has the lowest certainty. Under the 8.5 scenario, MIROC model has the highest certainty and Ciromk-3.6 and GFDL models have the lowest certainty.

    Keywords: Emotion scenario, GCM model, Soil Moisture Deficit Index, SWAP model, Uncertainty}
  • مختار صالحی طبس*، مصطفی یعقوب زاده، سیدرضا هاشمی
    رطوبت خاک سطحی، متغیری مهم در چرخه آبی طبیعت است که نقش مهمی در تعادل جهانی آب و انرژی به واسطه تاثیر بر فرآیندهای هیدرولوژیک، اکولوژیک و هواشناسی دارد. لذا در این تحقیق برای شبیه سازی رطوبت خاک در دوره آتی (2039-2020) نسبت به دوره پایه (2011-1992) از مزرعه ذرت فاروب واقع در دشت نیشابور استفاده شد. داده های اقلیمی به کمک شش مدل GCM و دو سناریوی انتشار RCP4.5 و RCP8.5 برآورد گردید و به کمک مدل LARS-WG ریزمقیاس شد و وارد مدل SWAP گردید. نتایج تغییر پارامترهای اقلیمی نشان داد دمای کمینه و بیشینه برای مدل های AOGCM در دوره آتی نسبت به دوره پایه افزایش می یابد و در برخی از مدل ها نیز بارش دوره آتی نسبت به دوره پایه کاهش می یابد. همچنین سناریو RCP8.5 نسبت به RCP4.5 مقدار افزایش بیشتری را نشان می دهد. تغییرات رطوبت در عمق 30 سانتی متر نشان داد که درصد رطوبت موجود در خاک در دوره های آتی 2039-2020 نسبت به دوره پایه برای هر دوسناریو افزایش ناچیزی می یابد. با این وجود سناریو RCP8.5 مقادیر کمتری از رطوبت را نسبت به سناریو RCP4.5 برای شش مدل AOGCM نشان می دهد. مقادیر پیش بینی شده رطوبت سالیانه نشان داد که در سناریو RCP4.5 در عمق 30 سانتی متری مدل IPSL کمترین مقادیر رطوبت و مدل های GISS-ES-R و GFDL بیشترین مقادیر رطوبت سالیانه و برای سناریو RCP8.5 در عمق 30 سانتی متری، مدل GFDLکمترین مقادیر رطوبت و مدل GISS-ES-R بیشترین مقادیر رطوبت سالیانه در طی هفته های پس از رشد گیاه را خواهند داشت.
    کلید واژگان: تغییراقلیم, رطوبت خاک, سناریوهای انتشار, مدل SWAP}
    Mokhtar Salehi Tabas *, Mostafa Yaghoobzadeh, Seyedreza Hashemi
    The soil moisture estimation is essential for optimal water and soil resources management. Surface moisture is an important variable in nature's water cycle, which plays an important role in the global equilibrium of water and energy due to its impact on hydrological, ecological and meteorological processes. Therefore, in this study, soil moisture simulation in the upcoming period (2020-2039) was compared to the base period (1992-1992) from the Faroub maize farm located in Neishabour plain. The climate data was estimated using six GCM models and two RCP4.5 and RCP8.5 release scenarios. The LARS-WG model was quantified using SWAP model. The results of the change in climate parameters showed that the minimum and maximum temperatures for AOGCM models in the upcoming period will increase compared to the base period, and in some models the future rainfall will decrease compared to the base period and the RCP8.5 scenario shows a higher increase compared to RCP4.5. Changes in soil moisture at a depth of 30 cm showed that the moisture content in the soil in the upcoming periods of 2020-2039 compared with the base period for each two-year period is negligible however, the RCP8.5 scenario shows lower moisture content than RCP4.5 scenario for the six AOGCM models. Estimated annual moisture values showed that in RCP4.5 scenarios at 30 cm depth of the IPSL model, the lowest moisture content and GISS-ES-R and GFDL models had the highest annual moisture content and for RCP8.5 at depths of 30 Centimeters GFDL Model and GISS-ES-R model have the lowest moisture content and the highest annual moisture content during the weeks after plant growth.
    Keywords: Climate change, soil moisture, Publishing scenarios, SWAP model}
  • مرضیه یزدخواستی*، محمد شایان نژاد، حمیدرضا عشقی زاده، محمد فیضی
    به منظور ارزیابی تاثیر کاربرد آب شور و شیرین بر شوری عصاره اشباع خاک، تحقیقی در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در دانشگاه صنعتی اصفهان انجام شد. تیمارهای مورد استفاده پنج  مدیریت آبیاری شامل: آبیاری با آب شور (شوری برابر 5 دسی زیمنس بر متر)؛ آبیاری با آب شیرین (آب شهری با شوری برابر 4/0 دسی زیمنس بر متر)؛ آبیاری یک در میان؛ آبیاری با آب تلفیقی و آبیاری با آب شیرین تا خوشه دهی و سپس آب شور بود. نتایج نشان داد تیمار آبیاری یک درمیان کمترین و تیمار آب شور بیشترین مقدار تغییر املاح عصاره اشباع خاک را نسبت به ابتدای فصل داشت. کمترین افزایش شوری در عصاره اشباع خاک در پایان فصل کشت مربوط به تیمار آبیاری یک درمیان بود. افزایش شوری سبب کاهش معنادار پتاسیم و افزایش معنادار سدیم در اندام هوایی گیاه شد. داده های نمک خروجی از ناحیه ریشه توسط مدلSWAP و اندازه گیری های مزرعه ای نشان داد که مدلSWAPمقدار نمک را بیشتر از مقدار واقعی برآورد کرده است. ضریب تعیین به ترتیب برای نمک خروجی در میانه و انتهای فصل کشت 75/0 و 81/0 به دست آمد.
    کلید واژگان: آب شیرین, آب شور, آبیاری تلفیقی, مدل SWAP, سورگوم}
    Marzieh Yazdekhasti *, Mohammad Shayannejad, Hamid Reza Eshghizadeh, Mohammad Feizi
    Reduction of water resources in arid and semi-arid areas requires the application of management methods to achieve optimal performance. With the logical application of saline water as a source of irrigation water, we can supply a part of the crop water requirement (Hamdy, A., Abdel-Dayem, S. and Abu-Zeid, M., 1993), using various applicable management techniques. The optimal management is, in turn, considered as the use of conjunctive irrigation. Two commonly used solutions include mixing salty and fresh water to obtain water with the optimal salinity; and also the periodic application of fresh and salty water (Amer, 2010; Aslam, & Prathapar, 2006). In effect, salt mainly enters the surface layers of the soil through irrigation and the solute moves vertically from the unsaturated to the saturated zone and towards the groundwater. In turn, the SWAP model is often used to simulate the solute transfer in soil. However, field measurement of the solute concentration changes is very difficult in soil profiles. A simulation model can, thus, be used to estimate the accumulation of solutes in the soil profiles. (Van Dam, Huygen, & Wesseling, 1997)
    Keywords: Fresh Water, Salt Water, Conjunctive Irrigation, SWAP Model, sorghum}
  • مختار صالحی طبس، مصطفی یعقوب زاده*، سید رضا هاشمی، حامد منصوری، سعید قوام سعیدی

    رطوبت خاک سطحی، متغیری مهم در چرخه آبی طبیعت است که نقش مهمی در تعادل جهانی آب و انرژی به واسطه تاثیر بر فرآیندهای هیدرولوژیک،اکولوژیکوهواشناسی دارد. رطوبت خاک یک پارامتر تعیین کننده در بسیاری از فرآیند های پیچیده زیست محیطی است و نقش تعیین کننده ای در وقوع خشکسالی کشاورزی دارد. در این تحقیق، با استفاده از داده های برآورد شده رطوبت خاک توسط مدل SWAPو داده های گزارش پنجم تغییراقلیم، خشکسالی کشاورزی به کمک شاخص کمبود رطوبت خاک برای دوره پایه (2011-1992) و دوره آتی (2039-2020) تعیین شد. داده های اقلیمی به کمک شش مدل GCMو دو سناریوی انتشار RCP4.5و RCP8.5برآورد گردید و به کمک مدل LARS-WGریزمقیاس شد و وارد مدل SWAPگردید. در آخر، با استفاده از داده های رطوبت عمق 30 سانتی متری خاک مزرعه فاروب نیشابور، خشکسالی کشاورزی به کمک شاخص SMDIمورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج تغییرات پارامترهای اقلیمی نشان داد که دمای مینیمم، ماکزیمم و بارش در دوره آتی نسبت به دوره پایه افزایش می یابد و سناریوی RCP8.5نسبت به سناریوی RCP4.5، دمای بیشتر و بارش کمتری را برآورد می کند. نتایج مقادیر SMDI برآورد شده برای دوره آتی نیز مشخص کرد که سناریویRCP4.5  نسبت به سناریوی RCP8.5 دارای مقادیر متوسط SMDIبیشتری می باشد. همچنین هر دو سناریو، رطوبت نرمال را برای دوره آتی نشان می دهند و میزان SMDIپیش بینی شده برای دوره آتی نسبت به دوره پایه بیشتر است.

    کلید واژگان: رطوبت خاک سطحی, مدلSWAP, سناریوی انتشار RCP8, 5 و RCP4, 5, پارامترهای اقلیمی, دشت نیشابور}
    mokhtar Salehi Tabas, Mostafa Yaghoubzadeh, Reza Hashemi, Hamed Mansori, Saeed ghavamsaeedi

    Moisture content of surface soil is an important variable in nature's water cycle, which plays an important role in the global equilibrium of water and energy due to its impact on hydrological, ecological, and meteorological processes. Soil moisture is a determining factor in many complex environmental processes and plays a determinative role in the occurrence of agricultural drought. In this study, based on estimated soil moisture data by SWAP model and data of the IPCC Fifth Assessment Report, agricultural drought was determined by the use of soil moisture deficit index for the future period. The climatic data was estimated using six GCM models and two RCP4.5 and RCP8.5 emissions scenarios, and downscaled by LARS-WG model, and was entered into the SWAP model. Finally, by using soil moisture data of 30 cm depth, agricultural drought was evaluated using SMDI index. The results of climate parameter changes showed that the minimum and maximum temperatures and rainfall in the future period would increase compared to the base period and RCP8.5 scenario estimated higher temperatures and less rainfall than RCP4.5 scenario. Results of estimated SMDI values for the future period showed that RCP4.5 scenario has a higher average of SMDI amount than RCP8.5 scenario. Also, both scenarios show the normal moisture amount for future period and the predicted SMDI amount for the future period is higher than the base period.

    Keywords: Surface soil moisture, SWAP model, RCP8.5, RCP4.5 emissions scenarios, Climatic parameters, Neyshabour plain}
  • حسین بدیع برزین، محمود هاشمی تبار*، سید مهدی حسینی

    از آن جا که بخش کشاورزی بزرگترین مصرف کننده آب است، ارائه شیوه های مدیریت منابع آب و تدوین سیاست های صحیح در این بخش به منظور افزایش بهره وری این نهاده ضروری به نظر می رسد.در مطالعه حاضر، تحلیل اقتصادی اثرات سهمیه بندی و قیمتی آب آبیاری بر الگوی کشت و مدیریت تقاضای آب در دشت سیستان با استفاده از مدل برنامه ریزی ریاضی مثبت (PMP)[1]در سال زراعی 95-1394 مورد بررسی قرار گرفت. برای تحقق این هدف، در این مطالعه یک سامانه مدل سازی اقتصادی شامل مدل تولید محصولات کشاورزی منطقه ای (SWAP)[2] به کار رفت  و برای حل این سامانه مدل سازی از نرم افزار کاربردی GAMSنسخه 1/24 استفاده شد. نتایج نشان داد که اعمال سیاست های قیمت گذاری و سهمیه بندی آب آبیاری منجر به کاهش مجموع سطح زیرکشت محصولات منتخب و کاهش بازده ناخالص کشاورزان دشت سیستان می شود. این در حالی است که سیاست های مذکور به ترتیب منجر به صرفه جویی 594/4 تا 456/24 و 123/7 تا 484/29 میلیون مترمکعب آب مصرفی در الگوی کشت منطقه می شود. کاهش مجموع سطح زیرکشت محصولات منتخب زراعی تحت سناریوهای مختلف سیاست سهمیه بندی آب آبیاری، به خصوص محصولات با صرفه اقتصادی بالاتر مانند هندوانه، خربزه و پیاز میزان مجموع بازده ناخالص کشاورزان سیستانی از 1425694 به 1292677 میلیون ریال می رسد که کاهش میزان سود ناخالصی معادل با 17/2 تا 33/9 درصد را در الگوی زراعی منطقه به همراه دارد. بدین ترتیب اعمال سیاست سهمیه بندی آب آبیاری با توجه به صرفه جویی حدود 30 میلیون مترمکعب  آب در دسترس کشاورزان، در مقایسه با سیاست قیمت گذاری آب راهکار مناسب تری برای حفظ و صیانت از منابع آب موجود در دشت سیستان است.

    کلید واژگان: مدیریت منابع آب, مدل SWAP, برنامه ریزی ریاضی مثبت, صرفه جویی در آب}
    Hossin Badibarzin, Mhamood Hashemi tabar, S.Mehdi Hossini

    Since agricultural sector is the largest consumer of water, it is crucial to introduce effective policies to manage water resources in this sector. In the present study, the economic analysis of allocation and pricing of irrigation water on cropping pattern and water demand management in Sistan plain was investigated by use of a positive mathematical programming model (PMP). In this regard, an economic modeling system including a state wide agricultural production model (SWAP) was used. The GAMS software version 24.1 was used to solve the proposed modeling system. The results showed that the use of pricing and allocation policies for irrigation water led to a decrease in the total area of designated cropping products and a reduction in the farm gross margins in Sistan plain. However, the aforementioned policies resulted in savings of 4.594 to 46.256 and 7.123 to 29.484 million cubic meters of water consumed in the region as a result of applying allocation and pricing, respectively. Decrease in total area of cultivation of selected crops under different scenarios of irrigation water quotas policy, especially higher economical crops such as watermelon, melon, and onion. Total gross yield of Sistani farmers would be reduced from 1425694 to 1292677 million Rials, reducing the gross profit by 2.17% to 9.33% in the region's agricultural pattern. Thus, applying the policy of water allocation could save about 30 million cubic meters of water available to farmers. Compared to pricing policy, the use of water allocation policy is recommended due to its superior effect on preserving water resources in the Sistan plain.

    Keywords: Sustainable water resources management, SWAP Model, Positive mathematical programming, Water saving}
  • مرضیه یزدخواستی *، محمد شایان نژاد، حمیدرضا عشقی زاده، محمد فیضی
    با توجه به گسترش آب شور در کشور، استفاده از مدیریت کاربرد تلفیقی آب شور و شیرین یک راهکار بهینه برای تولید محصولات، تحت شرایط تنش شوری است. این تحقیق در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در دانشگاه صنعتی اصفهان انجام شد. تیمارهای مورد استفاده پنج مدیریت آبیاری شامل: آبیاری با آب شور (شوری پنج دسی زیمنس بر متر) ، آبیاری با آب شیرین (آب شهری) ، آبیاری یک در میان، آبیاری با آب تلفیقی و آبیاری با آب شیرین تا خوشه دهی و سپس آب شور بود. افزایش شوری اثر معنی داری بر عملکرد بوته تر، بوته خشک و دانه داشت. حداکثر عملکرد بوته تر، بوته خشک و دانه مربوطه به آبیاری با آب شیرین به ترتیب به میزان 14/4، 45/2 و 588/0 کیلوگرم بر مترمربع و حداقل آن مربوط به آبیاری با آب شور به ترتیب به میزان 34/1، 765/0 و 0957/0 کیلوگرم بر مترمربع بود. پس از تیمار شاهد، مدیریت آبیاری تلفیقی بیشترین عملکرد را به خود اختصاص داد. شاخص های مختلف آماری نشان داد که مدل SWAP توانایی شبیه سازی عملکرد محصول را با دقت نسبتا خوبی دارد. مقدار ضریب تبیین برای عملکرد محصول 65/0 به دست آمد. توانایی شبیه سازی عملکرد مدل به ترتیب در تیمارهای آبیاری شور در انتهای فصل، یک در میان، آب شور، تلفیقی و آب شیرین است.
    کلید واژگان: تنش شوری, آبیاری تلفیقی, عملکرد سورگوم دانه ای, مدل SWAP}
    M. Yazdekhasti *, M. Shayannejad, H. Eshghizadeh, M. Feizi
    Due to the dry climate and limitation of fresh water resources, using fresh and salt water is a solution for crop production under salinity conditions. This study was conducted at Isfahan University of Technology as a randomized complete block design with three replications and five irrigation management treatments in 2014. The treatments included irrigation with saline water (with the salinity of 5 dS/m, based on the relative yield of 75%), irrigation with fresh water (municipal water), alternate irrigation (irrigation with saline water and the next irrigation with fresh water), conjunctive irrigation (half of irrigation with saline water and the other one with fresh water) and irrigation with fresh water to reach the raceme stage, and irrigation with saline water. The maximum wet yield, dry yield and grain yield were related to the fresh water treatment with 4.14, 2.45 and 0.588 kg/m2 and the minimum values were obtained for water their water treated with 1.34, 0.765 and 0.0957 kg/m2 respectively. The conjunctive treatment had the highest yield after fresh water treatment. The various statistical indices showed that this model could be used for sorghum in Isfahan. The determination coefficient for yield was 0.65.The priority of model for yield simulation was salt water at the last stage, alternate irrigation, saline water, conjunctive irrigation and fresh water treatments, respectively.
    Keywords: Salinity Stress, Conjunctive Irrigation, Grain Sorghum Yield, SWAP Model}
  • مصطفی یعقوب زاده*، محسن احمدی، حسام سیدکابلی، غلامرضا زمانی، مهدی امیرآبادی زاده
    سابقه و هدف
    به دلیل وابستگی کشاورزی به آب، تعیین شرایط خشکسالی در هر منطقه به منظور برنامه ریزی تامین غذا مهم است. متاسفانه چون تعریف یکسانی از شرایط خشکسالی وجود ندارد؛ شاخص های متعددی برای آن ارائه شده است. شاخص بارش استاندارد شده (SPI) یکی از شاخص های مهم هواشناسی استکه به منظور تعیین خشکسالی های کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرد. شاخص کمبود تبخیر-تعرق (ETDI) نیز یکی از شاخص های مهم است که به منظور استفاده در بخش کشاورزی ارائه شده است. این شاخص در مناطق خشک و نیمه خشک کاربرد دارد. با وجود اینکه تحقیقات متعددی در خصوص شاخص های خشکسالی از جمله SPI وجود دارد، تاکنون مطالعات اندکی فقط در خارج کشور در خصوص کاربرد شاخص ETDI انجام شده است. لذا در این تحقیق سعی شد، تعیین خشکسالی با استفاده از شاخص های ETDI و SPI در دشت نیشابور به کمک مدل های تغییراقلیم انجام شود.
    مواد روش ها
    این تحقیق به منظور تعیین خشکسالی در دشت نیشابور واقع در عرض جغرافیایی و طول جغرافیایی انجام شد. شاخص ETDI براساس کمبود تبخیر-تعرق هفتگی در این منطقه تعیین شد. به منظور مقایسه نتایج شاخص ETDI نسبت به سایر شاخص های خشکسالی، از شاخص SPI که یکی از مهم ترین شاخص های مورد استفاده در این خصوص است، استفاده شد. داده های مورد نیاز این تحقیق از ایستگاه هواشناسی نیشابور در بازه 1373 تا 1390 (1992 تا 2011) گرفته و برای مزارع آبی (مزارع گندم فاروب و سلیمانی، جو و ذرت) و مزارع دیم (برای گندم دیم) استفاده شد. برای تعیین داده های هواشناسی مورد نیاز هر شاخص در مزارع آبی در دوره های آتی (2020 تا 2039 و 2080 تا 2099) از مدل های HADCM3، ECHOAM و CGCM3 T47 براساس سناریوهای A2، B1 و A1B استفاده شد. برای مزارع دیم نیز از مدل HADCM3 براساس سناریوهای A2 و B1 استفاده گردید. آماره های میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین خطای مطلق (MAE)، ضریب تبیین (R2) نیز برای مقایسه نتایج دو شاخص ETDI و SPI مورد استفاده قرار گرفتند.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که شاخص ETDI برای مزرعه فاروب در دوره پایه (1992 تا 2011) در حالت «رطوبت اولیه» قرار داشت در حالی که در دوره های آتی (2020 تا 2039 و 2080 تا 2099) در حالت «خشکی» تعیین شد. شاخص ETDI برای مزرعه سلیمانی در دوره پایه در حالت «نرمال» قرار داشت. این شاخص برای مزرعه سلیمانی در دوره های 2020 تا 2039 و 2080 تا 2099 به ترتیب در حالت های «نرمال» و «خشکی اولیه» تعیین شد. شاخص ETDI در دوره پایه برای مزارع جو و ذرت به ترتیب در حالت های «نرمال» و «خشکی اولیه» قرار داشت. این شاخص برای هر دو مزرعه دو دوره های آتی در حالت «نرمال» قرار گرفت. مقدار شاخص ETDI برای گندم دیم در دوره پایه کمتر از گندم آبی بود در حالی که عکس این حالت در دوره آتی مشاهده شد. با استفاده از اکثر سناریوهای تغییر اقلیم، شاخص ETDI مقداری منفی داشت. این نشان دهنده ی بروز خشکسالی در دوره های آتی به دلیل کمبود تبخیر-تعرق است. نتایج شاخص SPI نشان داد که شاخص خشکسالی در این منطقه در وضعیت «خشکسالی اولیه» بود و در زمان های آتی نیز تغییری نیافت.
    نتیجه گیری
    نتایج شاخص های ETDI و SPI بسیار با هم تفاوت داشت. علت آن نیز این بود که خشکسالی کشاورزی به کمبود تبخیر-تعرق وابسته است و به همین دلیل شاخص ETDI نتایج بهتری به دست داد. مقایسه نتایج بین این دو شاخص با استفاده از آماره RMSE تفاوت زیادی در دوره های آتی نشان داد. علاوه بر این، شاخص ETDI و SPI همبستگی زیادی نسبت به هم (براساس آماره R2) نداشتند. وجود این تفاوت ها منطقی است زیرا شاخص SPI از داده های بارش و شاخص ETDI از داده های تبخیر-تعرق استفاده می کنند. براساس نتایج این تحقیق، شاخص SPI به عنوان یک شاخص برای تعیین خشکسالی کشاورزی پیشنهاد نمی شود.
    کلید واژگان: تبخیر-تعرق واقعی, تغییراقلیم, شاخص کمبود تبخیر و تعرق, شاخص بارش استاندارد شده, مدل SWAP}
    M. Yaghobzade *
    Background And Objectives
    Due to absolute dependence of agriculture on water, determine of drought condition in each region is very useful in planning the food sourcing. Unfortunately, there is no same definition about the “drought condition”, so there are some indexes to determine it. Standardized Precipitation Index (SPI) is one the meteorological indexes, which widely used to determine agricultural drought conditions. Evapotranspiration Deficit Index (ETDI) was also designed for this purpose. This index is used to determine agricultural drought conditions in arid and semi-arid region. Although there were most research about other drought indexes such as SPI, but there is few studies in oversea countries about use of ETDI index. Thus in this study tried to determine drought by ETDI and SPI indexes in Neyshabur plain by used of climate change models
    Materials And Methods
    This research was conducted to determine drought condition in Neyshabur plain located at longitude between 58˚ 13’-59˚ 30’ N and latitude between 35˚ 40’-36˚ 39’ E, Iran. Evapotranspiration Deficit Index (ETDI) was developed based on weekly evapotranspiration deficit to determine drought condition in this region. In order to comparison of the ETDI results to other drought indices, we used Standardized Precipitation Index (SPI) as one the most common drought index. The data were collected from Neyshabur meteorological station for irrigated farms (wheat in Soleymani and Faroub farms, barley and corn) and rain-fed farms (rain-fed wheat) during 1992-2011. In order to estimate weather data for each index in the irrigated farms during two future periods (2020-2039 and 2080-2099), HADCM3, ECHOAM and CGCM3 T47 models were used based on A2, B1 and A1B scenarios and the climate model that has been used in rain-fed farm is the HADCM3 based on A2 and B1 scenarios. Root mean square error (RMSE), mean absolute error (MAE) and coefficient of determination (R2) were used to comparison of the ETDI and SPI results.
    Results
    Results showed that average ETDI were in initial wet condition for Faroub farm during base period (1992-2011) while it will be in drought condition during future periods (2020-2039 and 2080-2099). ETDI index was in normal condition for Soleymani farm during base period. Average ETDI indexes for these farms were in normal and initial dry condition during 2020-2039 and 2080-2099 periods, respectively. For barley and corn, ETDI indexes were in normal and initial dry condition during base period, respectively. This index was in normal statute for both of them during future periods. The ETDI value for rain-fed wheat was less compared to irrigated wheat during base period, although, this index will be increased during future periods. In most of scenarios, ETDI indexes showed negative values. It means that high drought condition will be happened during future periods due to deficit evapotranspiration. Results according to SPI index revealed that this region was in moderately drought condition and this situation will not change.
    Conclusion
    High differences were obtained between ETDI and SPI results. Since agricultural drought depends on evapotranspiration deficits, ETDI is better index compared to SPI. The value of RMSE revealed poor adaptation between two indexes during future periods. In addition, ETDI were not correlated with SPI for all the scenarios in all scenarios. These differences are reasonable because SPI index only uses precipitation data and ETDI uses evapotranspiration. According to the results, it seems that SPI cannot be suggested as a good index in agricultural studies.
    Keywords: Climate Change, Evapotranspiration Deficit Index, Real Evapotranspiration, Standardized Precipitation Index, SWAP Model}
  • مصطفی یعقوب زاده*، مهدی امیرآبادی زاده، یوسف رمضانی، محسن پوررضا بیلندی
    مدیریت و برنامه ریزی منابع آب به علت عدم قطعیت تغییراقلیم کاری سخت در سرتاسر جهان شده است. بنابراین در این تحقیق عدم قطعیت سناریوهای انتشار در برآورد رطوبت خاک در طی هفته های رشد گندم مزرعه فاروب نیشابور به کمک مدل SWAP بررسی شد. داده های اقلیمی به کمک ده مدل AOGCMو دو سناریو انتشار A2 و B1 برای دوره آتی 2099-2080 برآورد گردید. داده های دما و بارش به کمک مدل LARS-WG ریزمقیاس شده و وارد مدل SWAP شد. داده های رطوبت خاک در اعماق 30 و 60 سانتی متری در طی هفته های رشد گندم برای دوره پایه و آتی به کمک مدل SWAP محاسبه شد و با یکدیگر مقایسه شد. نتایج نشان داد در هفته های آخر رشد گندم مزرعه فاروب، سناریوهای انتشار برای دوره آتی نسبت به دوره پایه درصد رطوبت کم تری در خاک را برآورد می کنند و گیاه با بیش ترین تنش خشکی روبرو خواهد شد. همچنین نتایج باندهای قطعیت سناریوهای انتشار نشان داد سناریو A2 نسبت به B1 از قطعیت کم تری در برآورد رطوبت خاک برای دوره آتی در طی هفته های رشد برخوردار است.
    کلید واژگان: تغییراقلیم, رطوبت خاک, سناریوهای انتشار, عدم قطعیت, مدل SWAP}
    M. Yaghoobzadeh*, M. Amirabadizadeh, Y. Ramezani, M. Pourreza-Bilondi
    Water resources management and planning globally have become a challenging task due to climate change uncertainties. So in the research, the uncertainty of emissions scenarios were investigated in soil moisture estimation during the growing season for wheat in Faroub field of Neyshabour by SWAP model. The Climate data were estimated by ten of AOGCM model and two of emissions scenarios A2 and B for period of future. The Temperature and precipitation data were downscaled by LARS_WG model and was used in SWAP model. The data of soil moisture in depths of 30cm and 60 cm during the growing season of wheat were calculated and compared for periods of baseline and future. The result showed that in the last weeks of growth wheat of Faroub field, the soil moisture for future period was lower than baseline and plant will encounter with the most aridity tension. Also, result of uncertainty bands of emissions scenarios showed that scenario of 2 than B1 have less certainty in estimation of soil moisture for future period during growth weeks.
    Keywords: Climate change, Emissions scenarios, Soil moisture, SWAP model, Uncertainty}
  • سید فرشید موسوی زاده، تورج هنر، حسین رحمتی
    در سال های اخیر به منظور حل مشکلات بخش کشاورزی راه کارهایی ارائه شده است. از جمله آن ها استفاده از مدل های شبیه ساز رشد گیاهی به منظور مدیریت آب در این بخش بود که با استفاده از این مدل ها تا حدودی می توان مشکلات آب را بهبود بخشید. مزیت اصلی استفاده از مدل ها توانایی تعیین برنامه آبیاری بهینه از نظر اقتصادی است. مدل SWAP از جمله مدل هایی می باشد که در تحقیقات گسترده ای در سطح جهان و در طیف وسیعی از گیاهان نتایج مطلوبی از خود نشان داده است. هم چنین در این پژوهش با استفاده از اطلاعات دو دوره کشت در منطقه باجگاه استان فارس عملکرد این مدل در زمینه شبیه سازی رشد گیاه کلزا مورد بررسی قرار گرفت و مقدار رطوبت خاک، تبخیر و تعرق، ماده خشک و عملکرد دانه مورد واسنجی و ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل در بخش عملکرد در دو مرحله واسنجی و ارزیابی به ترتیب دارای میانگین خطای نرمال شده 0/8 و 2/14 و در بخش شبیه سازی ماده خشک دارای میانگین خطای نرمال شده 9/3 در مرحله واسنجی و 8/10 در مرحله ارزیابی است.
    کلید واژگان: شبیه سازی عملکرد دانه, مدل SWAP, کلزا}
    Seyed Farshid Mousavi Zadeh, Tooraj Honar, Hosien Rahmati
    In recent years, in order to solve problems were presented the way tasks in the agricultural sector. Among these, growth simulation models have been provided for water management, which it possible to reduce the difficulties in agricultural water. The main advantage of these models is that, they can optimize irrigation schedule economically. SWAP model is of the most widely used models in the world which has shown good results for variety of crops. So that, in this practice the performance of this model for simulating the growth of Canola was evaluated according to the data relating to two cultivation periods in Badjgah. The studied parameters consist of soil water content, evapotranspiration, dry matter, and seed yield. The results indicated that, in the calibration and evaluation phases for seed yield respectively, mean normalized error was 8.0 and 14.2. What is more, mean normalized error for simulation of dry matter was 3.9 and 10.8 in calibration and evaluation periods, respectively.
    Keywords: Seed yield simulation, SWAP model, Canola}
  • رضا لاله زاری، مصطفی یعقوب زاده *، سیدابوالقاسم حقایقی مقدم
    تخمین رطوبت خاک نقش اساسی در مدل سازی هیدرولوژیکی، مدیریت و پیش بینی خشکسالی، تجزیه و تحلیل تغییراقلیم و پشتیبانی از تصمیم گیری های کشاورزی ایفا می کند. بدین منظور، با استفاده از تغییرات پارامترهای هواشناسی در دوره آتی، اثر تغییراقلیم بر وضعیت رطوبت خاک با سه مدل و سه سناریو انتشارB1، A2 و A1B بررسی شد. بنابراین، ابتدا مقادیر دما، بارش، رطوبت نسبی، باد و تشعشع تحت این سه سناریو و سه مدل AOGCM برآورد شد وسپس با استفاده از مدلLARS-WG و فاکتور تغییر ریزمقیاس شدند. نتایج نشان داد در دوره آتی (2039-2020) نسبت به دوره پایه (2011-1992) دما، رطوبت نسبی، باد و بارش به طور متوسط 8، 7، 1، و 5 درصد افزایش و دما و رطوبت نسبی برای دوره آتی (2099-2080) نسبت به دوره پایه به طور متوسط 30 و 19درصد افزایش خواهند یافت. همچنین به کمک پارامترهای هواشناسی و داده های آب و خاک در مدل SWAP، رطوبت در اعماق 30 و 60 سانتی متری خاک برای دوره پایه و آتی تعیین شد. نتایج نشان داد که رطوبت در دوره آتی 2030 نسبت به دوره پایه افزایش ودر دوره 2090 نسبت به دوره پایه کاهش خواهد یافت. همچنین هفته های 5 و21 در طی رشد گندم به ترتیب مزارع فاروب و سلیمانی، هفته های هشدار دهنده تنش خشکی تعیین شده است.
    کلید واژگان: تغییراقلیم, رطوبت خاک, ریزمقیاس کردن, مدلSWAP, مدل های AOGCM}
    R. Lalehzari, M. Yaghoobzadeh *, Sa Haghayeghi Moghaddam
    The estimation of soil moisture plays an essential role in the hydrologic modeling, drought prediction and management, climate change analysis, and support of agricultural decision making. Therefore, by use of meteorological parameters variations in the future period, effect of climate change on soil moisture status were investigated by use of three models of AOGCM and emission scenarios namely B1, A2 and A1B. So, firstly, the values of temperature, rainfall, relative humidity, wind speed and radiation were determined by these three scenarios and AOGCM models and secondly downscaled by the LARS-WG model and change factor method. Results of the present study showed that the values of temperature, relative humidity, wind speed and rainfall would increase in average by mean of 8%, 7%, 1% and 5% respectively, in the future period (2020-2039) in comparison with the baseline (1992-2011) and also temperature and relative humidity would increase in average by 30% and 19% in the future period (2080-2099) as compared with the baseline. Also, soil moisture at the depths of 30 and 60 cm were determined by use of meteorological parameters, soil and water data in SWAP model for future and base line periods. The results showed that the soil moisture in the future period of 2020 would increase as compared with the baseline, but in the future period of 2090 would decrease. Furthermore, the 5th and 21th weeks of the wheat growing season were determined as drought stress warning weeks for the Faroub and Soleimani farms, respectively.
    Keywords: AOGCM models, Climate Change, Downscaling Soil moisture, SWAP model}
  • مصطفی یعقوب زاده، محسن احمدی، سعید برومند نسب، سید ابوالقاسم حقایقی مقدم
    تغییر اقلیم پدیده ای تاثیرگذار بر بسیاری از فرایندهای طبیعی از جمله چرخه ی هیدرولوژی است. تبخیر-تعرق نیز به عنوان یکی از بخش های چرخه ی هیدرولوژی، دستخوش این تغییرات خواهد بود. به دلیل اهمیت تبخیر-تعرق در مدیریت منابع آب و برنامه ریزی کشاورزی، تحقیق حاضر با هدف بررسی اثر تغییر اقلیم بر این فرآیند در دشت نیشابور انجام شد. بدین منظور با استفاده از مدل SWAP و اطلاعات هواشناسی و زراعی، تبخیر-تعرق برای پنج مزرعه در دشت نیشابور محاسبه شد. به منظور ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر تبخیر-تعرق واقعی گیاهان در مزارع تحت آبیاری، از مدل های اقلیمی HADCM3، ECHAM5OMو CGCM3T47 تحت سناریوهای انتشار حدی (A2 و B1) و توازنی (A1B) و در مزارع دیم از مدل HADCM3 و سناریوهای انتشار حدی (A2 و B1) در دو دوره ی 2039-2020 و 2099-2080 استفاده گردید. نتایج این تحقیق نشان داد که تبخیر-تعرق مرجع روزانه در دوره 2099-2080 تحت سناریوی A2 بیشترین تفاوت را نسبت به تبخیر و تعرق دوره پایه (2011-1992) خواهد داشت. همچنین در هر سه سناریوی انتشار، مقادیر تبخیر-تعرق روزانه در دوره 2099-2080 نسبت به دوره 2039-2020 افزایش بیشتری خواهد یافت. در بین محصولات مورد تحقیق، گندم با حدود 12درصد تغییر نسبت به ذرت با 3 درصد تغییر، بیشترین تغییر تبخیر-تعرق را در دوره های آتی نسبت به دوره پایه در طی رشد نشان خواهد داد. ولی، میانگین کل تبخیر و تعرق دوره رشد ذرت (حدود 12 میلی متر بر روز) نسبت به محصولات دیگر بیشتر خواهد شد.
    کلید واژگان: مدل SWAP, سناریو انتشار, گندم, ذرت, دشت نیشابور}
    Climate change has important impacts on most of the natural processes, including hydrological cycle. Evapotranspiration, as a part of hydrological cycle, will also undergo these changes. Due to the importance of evapotranspiration in water resources and agricultural management, this research was conducted to study climate change effect on evapotranspiration in Neyshabour plain. Evapotranspiration was calculated for five farms in Neyshabour plain using SWAP software and meteorological and agronomic data. In irrigated farms, the HADCM3, ECHAM5OM and CGCM3T47models were used to calculate crop actual evapotranspiration for 2020-2039 and 2080-2099 periods based on A2, B1 and A1B scenarios and the climate model used in rainfed farms was the HADCM3 based on A2 and B1 scenarios. The greatest calculated difference in evapotranspiration was found between the period 2080-2099 and base period (1992-2011) in the A2 scenario. Also, evapotranspiration values for the period 2080-2099 will increase compared to the period 2020-2039 in all three scenarios. Among the crops of investigate, wheat will have the greatest changes (12%) in evapotranspiration in the future periods compared to the base period, while changes of maize will be only 3%. However, the average daily evapotranspiration of maize during the growing season (about 12 mm/day) will be more than the other crops.
    Keywords: SWAP model, Emission Scenarios, Wheat, Maize, Neyshabour plain}
  • مصطفی یعقوب زاده، سعید برومندنسب، زهرا ایزدپناه، حسام سیدکابلی
    تخمین دقیق تبخیر و تعرق نقش مهمی در بیلان آب در سطح حوضه، دشت و در مقیاس منطقه ای برای بهبود و برنامه ریزی مدیریت منابع آب وکشاورزی ایفا می کند. روش های مختلفی مانند نسبت باون و لایسیمتر برای اندازه گیری تبخیر و تعرق وجود دارند ولی استفاده از این روش ها به دلیل اندازه گیری نقطه ای تبخیر و تعرق، در سطح یک منطقه وسیع، وقت و هزینه زیادی را بکار می گیرد. بدین منظور در این پژوهش برای تعیین تبخیر و تعرق واقعی از دو مدل اگروهیدرولوژیکی SWAP و مدل سنجش از دور SEBAL با کمک تصاویر مودیس و داده های مزارع فاروب و سلیمانی واقع در دشت نیشابور استفاده شده است. برای بدست آوردن پارامترهای بیلان آب مورد نیاز مدل SWAP از شیوه مهندسی معکوس استفاده شده است. با وجود اینکه مدل SWAP مقدار آبیاری و تبخیر و تعرق را با تفکیک زمانی بالا تعیین کند، الگوریتم SEBAL می تواند تغییرات محصول مانند شاخص سطح برگ، شاخص NDVI و تبخیر و تعرق را با تفکیک مکانی بالا تخمین بزند. نتایج مدل SWAP با داده های اندازه گیری شده رطوبت خاک واسنجی و صحت سنجی شده است. مقادیر خطای RMSE برابر 635/0 و 674/0 میلی متر بر روز و خطای MAE برابر 15/0 و 53/0 میلی متر بر روز و ضریب تبیین (R2) 915/0 و 964/0 حاصل از مقایسه نتایج الگوریتم SEBAL و مدل SWAP برای دو مزرعه نشان می دهد دو مدل تفاوت معنی داری با هم ندارند.
    کلید واژگان: الگوریتم SEBAL, تبخیر و تعرق, تصاویر مودیس, مدل SWAP}
    Mostafa Yaghoobzadeh, Saeed Boromandnasab, Zahra Izadpanah, Hesam Seyyed Kaboli
    Introduction
    Accurate estimation of evapotranspiration plays an important role in quantification of water balance at awatershed, plain and regional scale. Moreover, it is important in terms ofmanaging water resources such as water allocation, irrigation management, and evaluating the effects of changing land use on water yields. Different methods are available for ET estimation including Bowen ratio energy balance systems, eddy correlation systems, weighing lysimeters.Water balance techniques offer powerful alternatives for measuring ET and other surface energy fluxes. In spite of the elegance, high accuracy and theoretical attractions of these techniques for measuring ET, their practical use over large areas might be limited. They can be very expensive for practical applications at regional scales under heterogeneous terrains composed of different agro-ecosystems. To overcome aforementioned limitations by use of satellite measurements are appropriate approach. The feasibility of using remotely sensed crop parameters in combination of agro-hydrological models has been investigated in recent studies. The aim of the present study was to determine evapotranspiration by two methods, remote sensing and soil, water, atmosphere, and plant (SWAP) model for wheat fields located in Neishabour plain. The output of SWAP has been validated by means of soil water content measurements. Furthermore, the actual evapotranspiration estimated by SWAP has been considered as the “reference” in the comparison between SEBAL energy balance models.
    Materials And Methods
    Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL) was used to estimate actual ET fluxes from Modis satellite images. SEBAL is a one-layer energy balance model that estimates latent heat flux and other energy balance components without information on soil, crop, and management practices. The near surface energy balance equation can be approximated as: Rn = G H λET
    Where Rn: net radiation (Wm2); G: soil heat flux (Wm2); H: sensible heat flux (Wm2); and λET: latent heat flux (Wm2). Simulations were carried out by SWAP model for two different sites in Faroub and Soleimani fields. The SWAP is a physically based one-dimensional model which simulates vertical transport of water flow, solute transport, heat flow and crop growth at the field scale level. The period of simulation covered the whole wheat growing season (from 1st of December2008 to 30th of July2009. 16 MODIS images was used to determine evapotranspiration during wheat growing season. Inverse modeling of evapotranspiration (ET) fluxes was followed to calibrate the soil hydraulic. While SWAP model has the advantage of producing the right amount of irrigation and evapotranspiration at high temporal resolution, SEBAL can estimate crop variables like leaf area index, NDVI index, net radiation, Soil heat flux, Sensible heat flux and evapotranspiration athigh spatial resolution.
    Results And Discussion
    Actual and potential evapotranspiration were estimated for SWAP Model during the whole wheat growing season around669.5 and 1259.6 mm for Farub field and 583.7 and 1331.2 mm for Soleimani field, respectively. In contrast with NDVI and net radiation,spatial distribution of SEBAL parameters indicated that soil heat flux, sensible heat flux, and surface temperature of land have the same behavior. At the planting date, evapotranspiration was low and about 1 mm/day, but at the peak of plant growth, it was about 9 mm/day. Moreover, evapotranspiration declined at late growing season to about 3 mm/ day. SWAP model has been calibrated and validated with meteorological data and the data of field measurements of soil moisture. The amount of RMSE of 0.635 and 0.674 (mm/day) and MAE of 0.15 and 0.53 (mm/day) and also coefficient of determination (R2) of 0.915 and 0.964 obtained from comparison of SEBAL algorithm with SWAP model for Farub and Soleimani fields showed that no significant differences was seen between results of two models.
    Conclusion
    The present study supports the use of SEBAL as the most promising algorithm that requires minimum input data of ground based variables. Results of comparison of SEBAL and SWAP model showed that SEBAL can be a viable tool for generating evapotranspiration maps to assess and quantify spatiotemporal distribution of ET at large scales. Also, it feels that SEBAL and SWAP models can be applied in a wide variety of irrigation conditions without the need for extensive field surveys. This helps significantly in identifying performance indicators and water accounting procedures in irrigated agriculture, and to obtain their likely ranges.
    Keywords: Actual evapotranspiration, MODIS images, SEBAL algorithm, SWAP model}
  • مصطفی یعقوب زاده، زهرا ایزدپناه، سعید برومند نسب، حسام سید کابلی
    تعیین مقدار دقیق تبخیر وتعرق در اراضی تحت آبیاری برای برنامه ریزی تخصیص آب، بهینه سازی تولید محصول، مدیریت آبیاری و ارزیابی اثر تغییر کاربری روی راندمان آب ضروری است. بدین منظور در این تحقیق، تبخیر و تعرق با سه نوع روش مختلف سنجش از دور، مدل اگروهیدرولوژیکی و روش های محاسباتی برای مزرعه ذرت واقع در دشت نیشابور محاسبه گردید. الگوریتم بیلان انرژی سطح برای زمین(سبال) و تصاویر سنجنده مودیس در طی دوران رشد، مدل اگرو هیدرولوژیکی SWAP و روش های محاسباتی فائو پنمن مانتیث، هارگریوز سامانی و فائو بلانی کریدل روش های تعیین تبخیر و تعرق در این تحقیق می باشند. ضرایب همبستگی 67/0 تا 91/0 بین الگوریتم سبال با مدل SWAP و روش های محاسباتی نشان داد که الگوریتم سبال قابلیت بالایی در تخمین تبخیر و تعرق دارد. در بین روش های تعیین تبخیر و تعرق پتانسیل نیز فائو بلانی کریدل نتایج بهتری نسبت به دو روش پنمن مانتیث و هارگریوز سامانی ارائه نمود. همچنین این تحقیق مشخص کرد که می توان از الگوریتم سبال برای تعیین تبخیر و تعرق در مناطق با کمبود داده و برای ارزیابی روش های محاسباتی و مدل های هیدرولوژیکی استفاده نمود.
    کلید واژگان: تبخیر و تعرق, الگوریتم سبال, مدل SWAP, روش های محاسباتی, سنجش از دور}
    Mostafa Yaghobzade, Zahra Izapanah, Saeid Broomand Nasab, Hesam Seyed Kaboli
    Accurate quantification of ET in irrigated agricultural lands is crucial for planning for water allocation, optimizing crop production irrigation management, evaluating the effects of changing land use on water yields. For this purpose in the research, evapotranspiration calculated by three kind of different methods remote sensing, agro-hydrological model and computational method for maize field located in Neyshabour plain. Methods of evapotranspiration determination consist of Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL) algorithm and Modis product satellite in the long of during growth, SWAP agro-hydrological and computational methods of FAO Penman-Monteith and Hargreaves-Samani and FAO Blany Criddle. Correlation coefficient 0.67 to 0.91 between SEBAL algorithm with SWAP model and computational method showed high potential for SEBAL algorithms in the evapotranspiration estimation. In between methods for potential evapotranspiration determination, FAO Blany Criddle method has better result in comparison with Penman-Monteith and Hargreaves-Samani methods. Also, this study found that the SEBAL algorithm could be used to determine evapotranspiration in areas with shortages of data and for evaluation of computational methods and hydrological models.
    Keywords: Evapotranspiration, SEBAL algorithm, SWAP model, Computational methods, Remote sensing}
  • خدیجه براتی، هاجر طاهری سودجانی، محمد شایان نژاد
    امروزه استفاده از مدل تقریبا در تمامی علوم، کاری متعارف میباشد. استفاده از مدلها، زمینه لازم را برای پاسخهای سریع، مطلوب و اقتصادی به بسیاری از سوالات فراهم آورده است. در علوم مختلف کشاورزی از جمله آبیاری و زهکشی نیز مدلسازی در حال توسعه میباشد. آزمایشهای صحرایی برای تعیین و تحلیل مدیریتهای مختلف آبیاری مفید هستند اما محدودیتهای قابل توجهی نیز دارند. مهمترین محدودیت این است که اعتبار آزمایشها با شرایط فیزیکی منطقهای که آزمایش در آن انجام می شود محدود میگردد. یکی از مدلهایی که در علوم کشاورزی از آن استفاده می شود مدل SWAP است که یک مدل شبیه سازی خاک، آب، اتمسفر و گیاه میباشد. این مدل قابلیت تحلیل اثرات متقابل میان حرکت آب، رشد گیاه و انتقال مواد محلول، پیشبینی عملکرد تحت رژیمهای مختلف آب و شوری، شبیه سازی درازمدت و برنامهریزی آبیاری را داراست. اگرچه مدل SWAP توانایی شبیه سازی همه جانبه روابط بین خاک، آب، اتمسفر و گیاه را تحت شرایط مختلف مدیریتی مزرعه داراست اما با محدودیتهایی نیز روبروست. از جمله محدودیتهای این مدل، تعداد ورودی های زیاد آن است. تاکنون تحقیقات زیادی با استفاده از این مدل صورت گرفته است اما با جستجو در مقالات علمی، هیچ منبع کاملی که معادلات اساسی بکار گرفته شده در مدل و همچنین راهنمای کاربردی آن را ارائه داده باشد وجود ندارد. در این مقاله، با استناد به راهنمای مدل، معادلات بکار گرفته شده در مدل برای انجام محاسبات، شرح داده شده است. همچنین راهنمای کاربردی برای کاربرانی که قصد استفاده از این مدل را دارند ارائه گردیده است.
    کلید واژگان: مدل SWAP, شبیه سازی, معادلات اساسی, راهنمای کاربردی}
    Khadijeh Barati, Hajar Taheri, Sodejani, Mohammad Shayannejad
    Nowadays, it’s very usual to use these models in almost all sciences. use of these models has provided quick, appropriate and economic answers to many questions. Modeling is developing In different fields of agriculture, including irrigation and drainage. Field tests are useful to determine and analyze the different irrigation management but there are significant limitations. The most important limitation is the validity of the experiment that is limited by the physical conditions of the area where the experiment performes there. One of the models that is used in agricultural science is the SWAP model that is a model for simulating of soil, water, atmosphere and plant. This model is able to analyze interactions between water movement, growth of plant and transfer of solutions, prediction of yield under different regimes of water and salt, long-term simulation and irrigation scheduling. Although SWAP model is able to simulate relations between soil, water, atmosphere and plant under different management field conditions completely but it has limitations too. One of these limitations is many numbers of input data. So far many researches have been done using this model but by searching on the scientific articles, there is no complete source that offers the basic equations used in the model and also the practical guide is not available. In this article, according to the model guide, the equations that used for model calculations, has been described. Also a useful and practical guide for users who want to use this model has been presented.
    Keywords: SWAP model, Simulations, Basic equations, practical guide}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال