برآورد رطوبت سطحی خاک و بررسی برنامه ‏ریزی آبیاری اراضی نیشکر با استفاده از مدل ذوزنقه حرارتی

رطوبت خاک یکی از پارامترهای کلیدی در مطالعات منابع آب و برنامه ‏ریزی آبیاری می‏باشد. اندازه ‏گیری رطوبت خاک در مقیاس کلان کاری بسیار زمان‏بر و پر هزینه است. روش‏های سنتی اندازه‏گیری رطوبت خاک در سطح مزرعه نمی‏توانند تغییرات مکانی رطوبت را به بهترین صورت نشان دهند. روش ‏های نوین مختلفی در خصوص استفاده از داده ‏های ماهواره‏ای جهت مدل‏سازی رطوبت خاک مبتنی بر تصاویر حرارتی توسعه داده شده‏ اند. این پژوهش در سال 1399 با هدف بررسی توانایی تصاویر ماهواره‏ای حرارتی در برآورد رطوبت خاک و برنامه‏ ریزی آبیاری اراضی کشت و صنعت نیشکر امیرکبیر واقع در جنوب استان خوزستان انجام شد. به ‏همین‏ منظور در فصل داشت نیشکر درصد رطوبت خاک برای 9 گذر ماهواره لندست 8 محاسبه شد و با استفاده از تعداد 180 نقطه کنترل زمینی مورد ارزیابی قرار گرفت، همچنین به منظور بررسی ارتباط رطوبت خاک با زمان آبیاری مزارع، اطلاعات روزانه آبیاری 32 مزرعه طی دوره مورد مطالعه ثبت شده بود استفاده گردید. نتایج بدست آمده نشان داد، دقت مدل در برآورد رطوبت خاک با مقادیر اندازه ‏گیری شده در سطح مزرعه مناسب است. به‏ طوری‏که جذر میانگین مربعات خطا نرمال شده (NRMSE) برابر 9/12 درصد و ضریب تبیین (R²) برابر 82/0 حاصل شد. همچنین نتایج رطوبت خاک در مدیریت آبیاری مزارع نیشکر نشان داد، این مدل به‏دلیل استفاده از باند حرارتی به عوامل محیطی از جمله درصد رطوبت نسبی هوا، دمای هوا و آفت موثر است. به ‏طوری‏که (NRMSE) با تنش رطوبتی خاک برابر 32/24‏%، زمان آبیاری برابر 20/22‏%، رطوبت متوسط برابر 7/11‏%، رطوبت بالا برابر 20/13‏% و در حال آبیاری برابر 86/8‏% بدست آمد. در نتیجه، دقت مدل ذوزنقه حرارتی جهت برنامه ‏ریزی آبیاری مزارع در برآورد تنش رطوبتی خاک و زمان آبیاری مزرعه در برخی از دوره های فصل رشد نیشکر متوسط است و برآورد مزارعی که دارای رطوبت مناسب (در حد ظرفیت زراعی)، رطوبت بالا (اشباع) و در حال آبیاری، دقت مناسب می‏باشد.