محاسبه آب کشور

برای محاسبات اسناد بالادستی آبی در یک کشور بایستی مطالعات زیادی برروی منابع آب صورت پذیرد. یکی از اصلی ترین محاسبات، محاسبه جایگاه آب در کشور است و اصولا شامل تمام موارد مصارف مستقیم و غیر مستقیم در کشور می شود.

محاسبه جایگاه آب یک کشور

جایگاه آب یک کشور (WFP، متر مکعب در سال) برابر با کل حجم آبی است که مستقیم یا غیر مستقیم برای تولید کالا و خدمات مورد استفاده توسط ساکنان آن کشور مصرف می شود. جایگاه آب یک کشور شامل دو مولفه است. جایگاه آب ورودی و خروجی :

        WFP = IWFP + EWFP

جایگاه آب ورودی ( IWFP  ) به عنوان استفاده از منابع آب داخلی برای تولید کالا و خدمات مورد استفاده توسط ساکنان کشور تعریف می شود. این مقدار مجموع کل حجم آب مورد استفاده از منابع آب در اقتصاد ملی منهای حجم آب مجازی صادر شده به کشور های دیگر است تا زمانی که مربوط به صادر کردن محصولات تولید شده از منابع داخلی باشد (VWEdom, m3/yr)

          IWFP =AWU+IWW+DWW- VWEdom

سه مولفه ی اول نشان دهنده کل حجم آب مورد استفاده در اقتصاد ملی (بر حسب متر مکعب در سال): AWU آب مورد استفاده در بخش کشاورزی می باشد، که معادل با نیاز تبخیر محصولات می باشد و IWW و  DWW به ترتیب میزان برداشت آب در بخش های صنعتی و خانگی می باشد. مصرف آب در بخش کشاورزی شامل بارش موثر ( بخشی از بارندگی بوسیله ی خاک حفظ می شود به طوری که برای تولید محصول در دسترس است و بخشی از آب آبیاری که به طور موثر برای تولید محصول استفاده می شود. در اینجا تلفات آبیاری در مصرف آب کشاورزی در نظر گرفته نمی شود با فرض اینکه تا حد زیادی به منبع پایه بر می گردد و در نتیجه می تواند دوباره تجدید شود.

حتما بخوانید  نقش اسراییل در بحران آب خاورمیانه

جایگاه آب خروجی ( EWFP  ) یک کشور به عنوان حجم آب مورد استفاده برای تولید کالا و خدمات مورد استفاده توسط ساکنان کشورمورد نظر در کشورهای دیگر  است که این مقدار معادل با واردات آب مجازی به کشور(VWI, m3/yr) منهای حجم آب مجازی صادر شده به کشور های دیگر در نتیجه صادرات مجدد محصولات وارد شده است (VWEre-export).

     EWFP =VWI- VWEre-export

جایگاه آب ورودی و خروجی شامل مصرف آب آبی ( آب سطحی و زیرزمینی ) و مصرف آب سبز ( رطوبت ذخیره شده در قشرهای خاک ) می باشند.

به منظور مقایسه بین کشوری، محاسبه میانگین جایگاه آب در هر سرانه در کشور مفید می باشد.

معادله4

جایگاه آب

مصرف منابع آب داخلی

مصرف آب بخش کشاورزی

حجم کل مصرف آب برای محصولات تولیدی در یک کشور ( AWU ) به صورت زیر محاسبه می شود :

m5

که در آن CWU بر حسب متر مکعب بر سال، مصرف آب محصول می باشد که برابر است با حجم آب مورد استفاده مربوط به تولید یک محصول خاص است.

m6

که در آن CWR نیاز آبی اندازه گیری شده محصول در سطح مزرعه (متر مکعب بر هکتار). Production حجم کل محصول تولید شده C و Yield حجم محصول تولیدی در واحد سطح ( تن بر هکتار ) می باشد. CWR نیاز آبی محصول به عنوان حجم آب مورد نیاز برای تبخیر و تعرق از کاشت تا برداشت برای محصول مورد نظر در رژیم اقلیمی خاص تعریف می شود. وقتی که رطوبت خاک بوسیله بارندگی و یا آبیاری حفظ می شود، به طوری که محدودیتی برای رشد و عملکرد محصول وجود نداشته باشد. در شرایط استاندارد زمانی که یک محصول بدون هیچ کمبود آبی رشد می کند، تبخیر و تعرق محصول مساوی با CWR یک محصول می شود. با در نظر گرفتن نیاز آبی محصول به عنوان شاخص مصرف آب واقعی محصول، به طور ضمنی فرض می کنیم که نیاز آب محصول به طور کامل برطرف خواهد شد. که این امر منجر به تخمینی بیشتر از مصرف آب واقعی محصول می شود. به عبارت دیگر، آبی که برای رشد محصولات با در نظر گرفتن تلفات آبیاری و زهکشی است در آنالیزهایمان کمتر تخمین زدیم. با توجه به اینکه خطای ایجاد شده زمانی که مصرف آب محصول که تابعی از نیاز آب است کاهش داده می شود، کشور هایی که عملکرد خیلی پایین آن ها ناشی از محدودیت آب است از آنالیزها حذف می شوند. نیاز آبی محصول با مجموع تبخیر و تعرق روزانه محصول در دوره کامل رشد ( میلی متر بر روز ) محاسبه می شود.

حتما بخوانید  مسئله انتقال آب

m7

که در آن عامل 10 برای تبدیل میلی متر به متر مکعب بر هکتار قرار داده شده است و از روز 1 تا روز پایان در دوره  رشد جمع شده است ( lp طول دوره رشد بر حب روز است ). نیاز آبی برنج را نمی توان به طور مستقیم با استفاده از معادله 7 محاسبه کرد. علاوه بر این در مزرعه شالیکاری مقدار قابل توجهی  نفوذ عمقی از مزرعه وجود دارد که با نوع خاک و سطح ایستابی تغییر می کند. با فرض اینکه برنج به طور طبیعی در خاک لوم و رسی لومی رشد می یابد، 300 میلی متر آب را برای نفوذ عمقی در طول دوره رشد به آن اضافه می کنیم.

تبخیر و تعرق محصول در هر روز از ضرب تبخیر و تعرق گیاه مرجع در ضریب گیاهی به شکل زیر بدست می آید :

m8

تبخیر و تعرق گیاه مرجع نرخ تبخیر و تعرق از یک سطح مرجع می باشد، که در آن کمبود آب وجود نداشته باشد. مرجع یک سطح فرضی با سطحی گسترده و پوشیده از چمن با ویژگی های مخصوص می باشد. تنها عوامل موثر بر تبخیر و تعرق گیاه مرجع، پارامتر های اقلیمی می باشند. تبخیر و تعرق گیاه مرجع قدرت تبخیر اتمسفر را در یک محل ویژه و زمانی از سال بدون در نظر گرفتن ویژگی های محصول و فاکتورهای خاک، بیان می کند. تبخیر و تعرق واقعی گیاه به طور واضح با تبخیر و تعرق گیاه مرجع متفاوت است، چون پوشش زمین، خواص سایه اندازی و پایداری آئرودینامیکی محصول با چمن فرق می کند. اثر خصوصیات متمایز محصول زراعی از چمن در ضریب گیاهی گنجانده می شود. عوامل مهم تعیین کننده ضریب گیاهی ، نوع محصول، شرایط اقلیمی و مرحله رشد محصول می باشند. برای مثال بیشتر مناطق با اقلیم خشک و دارا بودن سرعت باد بیشتر مقدار ضریب گیاهی بالاتری را دارا می باشند و مناطقی با اقلیم مرطوب و سرعت باد کمتر مقادیر ضریب گیاهی کمتری را دارا می باشند. در نتیجه محصول با پوشش زمین، ارتفاع محصول و تغییرات سطح برگ توسعه می یابد. به دلیل تفاوت تبخیر و تعرق در طول مراحل مختلف رشد، مقدار ضریب گیاهی برای محصول مورد نظر در طول دوره  رشد تغییر خواهد کرد. دوره رشد محصول را می توان به 4 مرحله متمایز تقسیم کرد : مرحله آغازین، توسعه محصول، دوره میانی و دوره انتهایی.

حتما بخوانید  مسئله افزایش سطح زیرکشت
مراحل رشد محصول برای انواع محصولات
مراحل رشد محصول برای انواع محصولات

برای محاسبه تبخیر وتعرق گیاه مرجع از روش فائو پنمن- مونتیت استفاده می شود :

روش فائو پنمن- مونتیت

معادله 9 برای گام زمانی ماهانه بکار برده می شود. برای همه  داده های ورودی، میانگین به صورت ماهانه بکار گرفته می شود.

الهه گودرزی
نظر خود را بنویسید:
ثبت دیدگاه
دیدگاه های کاربران
هنوز هیچ دیدگاهی برای این مطلب ثبت نشده است

لطفا صبر کنید