کاربرد مدل SALTMED در پیش‌بینی شوری آب رودخانه‌ کرخه پس از اجرای فاز اول پروژه 550 هزار هکتاری احیاء اراضی استان‌های خوزستان و ایلام

مرادی, الهام; پورغلام آمیجی, مسعود; لیاقت, عبدالمجید; نازی قنشلو, آرزو

doi:10.30467/nivar.2021.275688.1182

کاربرد مدل SALTMED در پیش‌بینی شوری آب رودخانه‌ کرخه پس از اجرای فاز اول پروژه 550 هزار هکتاری احیاء اراضی استان‌های خوزستان و ایلام

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانش‌آموخته کارشناسی ارشد گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

² دانشجوی دکتری گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

³ استاد گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

⁴ استادیار گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

10.30467/nivar.2021.275688.1182

چکیده

در این مطالعه به پیش‌بینی شوری آب رودخانه کرخه پس از بهره‌برداری از پروژه‌ها‌ی آبیاری و زهکشی جهاد نصر با استفاده از مدل شبیه‌ساز شوری SALTMED پرداخته شد. با توجه به شرایط اقلیمی، الگوی کشت، برنامه آبیاری، خصوصیات خاک و آب و زهکش دشت‌های اوان، دوسالق، ارایض و باغه که جز دشت‌های علیا محسوب می‌شوند، حجم زهاب خروجی و میزان نمک تولیدی از هر دشت با مساحت کلی 55 هزار هکتار شبیه‌سازی شد. همچنین از داده‌ها‌ی مربوط به سال‌های (96-1392) به دلیل کامل بودن اطلاعات استفاده شد. نتایج نشان داد که در سال پایه آماری 1393 و بر اساس پیش‌بینی مدل SALTMED؛ مقدار 150، 87، 140 و 197 هزار تن نمک به ترتیب از دشت اوان، دوسالق، ارایض و باغه به طور سالانه وارد رودخانه کرخه می‌شود. اگر طی 10 سال همین روند ادامه داشته باشد، حجمی بالغ‌بر 5/74 میلیون تن نمک از زهاب دشت‌های فوق وارد کرخه و نهایتا وارد تخلیه گاه آن یعنی تالاب هورالعظیم خواهد شد که تبعات زیست‌محیطی فراوانی را به دنبال خواهد داشت. نتیجه کلی نشان داد که با بهره‌برداری از 37 هزار هکتار از 55 هزار هکتار مساحت چهار دشت مذکور، شاخص شوری (EC) آب کرخه به طور قابل‌ توجهی افزایش یافته و به‌طور متوسط از 1/15 به بیش از 2 دسی ‌زیمنس بر متر می‌رسد. حال اگر کل این 55 هزار هکتار و یا اراضی بیشتری از طرح 550 هزار هکتاری مورد بهره‌برداری قرار گیرد، چه حجم از زهاب و نمک وارد رودخانه‌ها خواهد شد؟

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Application of SALTMED Model for Prediction of the Salinity of Karkheh River After Implementation of the First Phase of 550,000 hectare Land Reclamation Project in Khuzestan and Ilam Provinces

نویسندگان [English]

Elham Moradi ¹
Masoud Pourgholam-Amiji ²
Abdolmajid Liaghat ³
Arezoo N. Ghameshlou ⁴

¹ MS.c. Graduated, Department of Irrigation and Reclamation Engineering, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran.

² Ph.D. Candidate, Department of Irrigation and Reclamation Engineering, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran.

³ Professor, Department of Irrigation and Reclamation Engineering, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran.

⁴ Assistant Professor, Department of Irrigation and Reclamation Engineering, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran.

چکیده [English]

In this study, salinity prediction of Karkheh River after exploitation of irrigation and drainage projects of Jahad Nasr Institute was investigated using SALTMED salinity simulator model. Due to climatic conditions, cultivation pattern, irrigation schedule, soil and water characteristics and drainage of the Evan, Dowsalagh, Arayez and Bagheh plains that are excluding the Upper Plains, the volume of drainage output and the amount of salt produced from each plain with a total area of 55,000 hectares were simulated. Also from the data, the years (2013-2017) were used due to completeness of the information. The results showed that based on the prediction of the SALTMED model in the statistical year 2013; the amount of 150, 87, 140 and 197 thousand tons of salts enter the Karkheh River annually from the Evan Plain, Dowsalagh, Arayez and Bagheh, respectively. If the same trend continues for 10 years, an amount of 5.74 million tons of salt will enter Karkheh and then eventually discharge into the Hawizeh Marshes, which will have many environmental impacts. The overall result showed that by exploiting 37,000 hectares of 55,000 hectares in the four plains, the Karkheh water salinity index (EC) increased significantly and on average, it will reach from 1.15 dS/m to more than 2 dS/m. Now, if all 55,000 hectares or more of the 550,000 hectares of land were exploited, how much salt and drainage water would flow into the rivers?

کلیدواژه‌ها [English]

Agricultural Development
Electrical Conductivity
Environment
Irrigation and Drainage
Land Reclamation
Modern Irrigation System

مراجع

1. بصیری، م.، قمرنیا، ه.، قبادی، م. رجب، ر. 1398. بررسی کارایی مدل SALTMED در تخمین عملکرد گیاه نعناع فلفلی (Mentha piperita L.) تحت تنش‌های شوری و کم‌آبیاری. مدیریت آب و آبیاری، 9 (1): 79-69.
2. پورغلام آمیجی، م.، لیاقت، ع.، نازی قمشلو، آ. و خوش‌روش، م. 1397. ارزیابی مدل Drainmod-S برای شبیه‌سازی نوسانات سطح ایستابی و غلظت نمک در نیمرخ خاک، در اراضی شالیزاری دارای سطح ایستابی کم‌عمق و شور. آبیاری و زهکشی ایران، 12 (6): 1434-1418.
3. حسن‌لی، م.، ابراهیمیان، ح. و پارسی نژاد، م. 1393. ارزیابی میدانی و عملکرد مدل SALTMED در مدیریت آبیاری تناوبی آب شور و غیر شور. پژوهش آب در کشاورزی، 28 (2): 451-443.
4. حسن‌لی، م.، افراسیاب، پ. و ابراهیمیان، ح. 1394. ارزیابی مدل‌های AquaCrop و SALTMED در تخمین عملکرد محصول ذرت و شوری خاک. تحقیقات آب و خاک ایران، 46 (3): 498-487.
5. حسینی، پ.، ایلدرومی، ع. ر. و حسینی، ع. ر. 1392. بررسی کیفیت آب رودخانهِ‌ی کارون با استفاده از شاخص NSFWQI در بازه‌ زرگان تا کوت امیر (طی 5 سال). فصلنامه انسان و محیط‌زیست، 11 (2): 11-1.
6. خالوندی، ن.، سلطانی محمدی، ا. و برومند نسب، س. 1396. شبیه‌سازی رطوبت خاک و عملکرد ذرت در شرایط آبیاری با آب شور با مدل SALTMED. علوم و مهندسی آبیاری، 40 (1): 246-231.
7. ریاحی فارسانی، ح. و قبادی نیا، م. 1395. ارزیابی کارایی مدل SALTMED برای برآورد عملکرد محصول سیب‌زمینی در آبیاری سطحی (مطالعه موردی دشت بروجن). دومین کنگره ملی آبیاری و زهکشی ایران، دانشگاه صنعتی اصفهان، 7-6 شهریور.
8. سلاجقه، ع.، رضوی‌زاده، س.، خراسانی، ن.، حمیدی‌فر، م. و سلاجقه، س. 1390. تغییرات کاربری اراضی و آثار آن بر کیفیت آب‌های سطحی (مطالعه موردی: حوضه‌ی آبخیز کرخه). محیط‌شناسی، 37 (58): 86-81.
9. شطی، ص. و آخوندعلی، ع. م. 1397. بررسی اثرات دوره خشک‌سالی هیدرولوژیک اخیر بر میزان شوری رودخانه کارون. آبیاری و زهکشی ایران، 12 (5): 1202-1189.
10. قره‌داغی، م. م.، طباطبایی، س. م. و حسن‌لی، م. 1395. شبیه‌سازی شوری خاک و عملکرد ذرت در شرایط کاربرد آب شور با استفاده از مدل‌های SWAP و SALTMED. پژوهش آب در کشاورزی، 30 (1): 64-51.
11. کارآموز، م. کراچیان، ر. 1397. برنامه‌ریزی و مدیریت کیفی سیستم‌های منابع آب. دانشگاه صنعتی امیرکبیر، 404 ص.
12. مریدنژاد، ع. ر.، لیاقت، ع. و نظری، ب. 1394. تحلیل نتایج مطالعات ارزیابی تغییر سیستم آبیاری سطحی به آبیاری تحت‌فشار در شبکه‌های فرعی آبیاری اراضی 550000 هکتاری مؤسسه جهاد نصر در استان خوزستان. اولین همایش ملی بررسی ابعاد فنی، اقتصادی، اجتماعی و زیست‌محیطی طرح احیاء 550 هزار هکتاری اراضی خوزستان و ایلام، اهواز، 26 و27 آبان.
13. مهاب قدس (شرکت مهندسی مشاور). 1392. گزارش نهایی مطالعات زهکشی و پایه دشت‌های اوان، دوسالق و باغه.
14. نادری، م. حپورغلام آمیجی، م.، خوش روش، م.،قجقی، آ. و عرب، ن. 1399. ارزیابی مقایسه‌ای مکانی-زمانی پارامترهای کیفی آب و سلامت رودخانه زیارت با استفاده از تحلیل آماری و شاخص کیفی NSFWQI. تحقیقات آب و خاک ایران، 51 (6): 1372-1353.
15. نوذری، ح. 1388. مدیریت شوری و بهره‌برداری از زهاب کشاورزی با استفاده از تحلیل پویایی سیستم. پایان‌نامه دکتری، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج. ایران
16. Abdelraouf, R. E., & Ragab, R. 2018. Applying partial root drying drip irrigation in the presence of organic mulching. Is that the best irrigation practice for arid regions? Field and modelling study using the SALTMED model. Irrigation and drainage, 67(4), 491-507.
17. Alkhasha, A., & Al-Omran, A. 2019. Simulated tomato yield, soil moisture, and salinity using fresh and saline water: experimental and modeling study using the SALTMED model. Irrigation Science, 37(5), 637-655.
18. Allen, R. G., Pereira, L. S., Raes, D., & Smith, M. 1998. Crop evapotranspiration-Guidelines for computing crop water requirements-FAO Irrigation and drainage paper 56. Fao, Rome, 300(9), D05109.
19. Aly, A. A., Al-Omran, A. M., & Khasha, A. A. 2015. Water management for cucumber: Greenhouse experiment in Saudi Arabia and modeling study using SALTMED model. Journal of soil and water conservation, 70(1), 1-11.
20. Ansari, M., & Akhoondzadeh, M. 2020. Mapping water salinity using Landsat-8 OLI satellite images (Case study: Karun basin located in Iran). Advances in Space Research, 65(5): 1490-1502.
21. Cardon, G. E., & Letey, J. 1992. Plant water uptake terms evaluated for soil water and solute movement models. Soil Science Society of America Journal, 56(6), 1876-1880.
22. Chauhdary, J. N., Bakhsh, A., Ragab, R., Khaliq, A., Engel, B. A., Rizwan, M. ... & Nawaz, Q. 2020. Modeling corn growth and root zone salinity dynamics to improve irrigation and fertigation management under semi-arid conditions. Agricultural Water Management, 230, 105952.
23. Golabi, M., Naseri, A. A., & Kashkuli, H. A. 2009. Evaluation of SALTMED model performance in irrigation and drainage of sugarcane farms in Khuzestan province of Iran. Journal of food, agriculture & environment, 7(2), 874-880.
24. Golshan, M., Dastoorpour, M., & Birgani, Y. T. 2020. Fuzzy environmental monitoring for the quality assessment: Detailed feasibility study for the Karun River basin, Iran. Groundwater for Sustainable Development, 10: 100324.
25. http://dolat.ir. 1398/11/13
26. http://jahadnasr.com. 1398/10/22
27. Jahangir, M. H., & Yarahmadi, Y. 2020. Hydrological drought analyzing and monitoring by using Streamflow Drought Index (SDI) (case study: Lorestan, Iran). Arabian Journal of Geosciences, 13(3): 110.
28. Jahin, H. S., Abuzaid, A. S., & Abdellatif, A. D. 2020. Using multivariate analysis to develop irrigation water quality index for surface water in Kafr El-Sheikh Governorate, Egypt. Environmental Technology & Innovation, 17: 100532.
29. Pourgholam-Amiji, M., Liaghat, A., Ghameshlou, A. N., & Khoshravesh, M. 2021. The evaluation of DRAINMOD-S and AquaCrop models for simulating the salt concentration in soil profiles in areas with a saline and shallow water table. Journal of Hydrology, 598, 126259.
30. Ragab, R. 2002. A holistic generic integrated approach for irrigation, crop and field management: the SALTMED model. Environmental Modelling & Software, 17(4), 345-361.
31. Ragab, R., Choukr-Allah, R., Nghira, A., & Hirich, A. 2016. SALTMED model and its application on field crops, different water and field management and under current and future climate change. In The Souss‐Massa River Basin, Morocco (pp. 227-274). Springer, Cham.
32. Soothar, R. K., Zhang, W., Zhang, Y., Tankari, M., Mirjat, U., & Wang, Y. 2019. Evaluating the performance of SALTMED model under alternate irrigation using saline and fresh water strategies to winter wheat in the North China Plain. Environmental Science and Pollution Research, 26(33), 34499-34509.
33. WHO (World Health Organization). (2019). Chemical Safety. Activity Report 20181.