كيفية حساب كفاءة استخدام الماء لفظًا
تُعرّف كفاءة استخدام الماء (بالإنجليزيّة: (WUE) Water use efficiency) على أنّها كمية الكربون التي يتم استيعابها ككتلة حيويّة، أو حبوب منتجة لكلّ وحدة مياه يستخدمها المحصول،وعادةً ما يتم تحديد الكتلة الحيويّة على أنها وزن جاف وليس وزنًا جديدًا.
يُوضح مفهوم كفاءة استخدام الماء العلاقة بين إنتاجيّة النبات واستخدام المياه، حيثُ يعتبر موضوع كفاءة استخدام المياه موضوعاً مهمّاً في الزراعة في المناطق شبه القاحلة، وذلك بسبب تزايد المساحات المرويّة وارتفاع الاحتياجات المائية للمحاصيل.
يُمكن قياس كفاءة استخدام الماء عن طريق حصاد النباتات وتحديد الوزن الجاف للجزء الخضريّ أو الحبوب، وتقسيمها على كميّة هطول الأمطار أو الري، حيثُ مكّنت أجهزة قياس الوزن المعروفة بـ (lysimeters) بقياسات أكثر دقة للمياه المستخدمة، ويمكن للباحثين اليوم قياس كفاءة استخدام الماء للأوراق الفرديّة، أو أجزاء الأوراق في المشتل أو الحقل خصوصًا مع تطوير أنظمة التمثيل الضوئيّ المحمولة.
يُمكن استخدام معايير الري لقياس أداء كفاءة استخدام الماء، حيثُ يمكن حساب معايير الري على مستوى الحقل أو المزرعة بالكاملن واستخدامها للمقارنات على مدار المواسم، أو المناطق، أو مع متوسط الصناعة لتمكين التحسين المستمر في كفاءة استخدام المياه.
كيفية حساب كفاءة استخدام الماء رياضيًا
يُعبر عن كفاءة استخدام المياه رياضيًّا بشكل عام في معادلة على النحو الآتي:
كفاءة استخدام المياه = إنتاج الوزن الجاف / التبخر أو نتح
وبالرموز الإنجليزيّة:
WUE = DW / ET
حيثُ إنّ:
- WUE: هي كفاءة استخدام المياه (بالإنجليزيّة: Water-use efficiency)
- DW: هي إجمالي إنتاج الوزن الجاف (بالإنجليزيّة: Dry weight production)
- ET: هي كمية التبخر (بالإنجليزيّة: Evapotranspiration)
مؤشرات أداء كفاءة استخدام المياه
يُمكن حساب مؤشرات أداء كفاءة استخدام المياه على نطاق مزرعة أو حقل، وفيما يأتي توضيح ذلك:
مؤشر استخدام مياه الري
يرتبط مؤشر استخدام مياه الري (بالإنجليزية: (IWUI) Irrigation Water Use Index) بإجمالي الإنتاج فقط، وبكمية مياه الري المستخدمة، حيثُ لا يشمل هطول الأمطار، وبالتالي فهو مفيد فقط للمقارنة بين الحقول أو المزارع القريبة في نفس الموسم، إذ لا يُمكن استخدامه لمقارنة الحقول أو المزارع على مسافات كبيرة، أو بين المواسم، بسبب الاختلافات الكبيرة في كمية الأمطار الساقطة.
يُمكن التعبير عن مؤشر استخدام مياه الري بالمفهوم الرياضي على النحو الآتي:
مؤشر استخدام مياه الري للمزرعة = إجمالي الإنتاج للمزرعة / مياه الري المزودة للمزرعة
مؤشر استخدام مياه الري للحقول = إجمالي الإنتاج للحقل / مياه الري المزودة للحقل
مؤشر استخدام المياه للإنتاج الإجمالي
يرتبط مؤشر استخدام المياه للإنتاج الإجمالي (بالإنجليزية: (GPWUI) Gross Production Water Use Index) بإجمالي الإنتاج، وبإجمالي كميّة المياه المستخدمة من جميع المصادر، بما في ذلك مياه الري، وهطول الأمطار (الإجمالي أو الفعال)، ورطوبة التربة، وبالتالي فهو يعتبر أفضل مؤشر لاستخدام المياه للمقارنة بين المزارع والمناطق والمواسم، ويشمل إجمالي المياه على ما يأتي:
- ضخ المياه من التجاويف و / أو الأنهار.
- كمية المياه المستخدمة من المخازن.
- حصاد المياه خلال الموسم.
- هطول الأمطار (الفعلي أو الإجمالي - ولكن يجب أن يذكر أي واحد يستخدم).
- رطوبة التربة المستخدمة خلال الموسم.
يُمكن التعبير عن مؤشر استخدام المياه للإنتاج الإجمالي بالمفهوم الرياضي على النحو الآتي:
مؤشر استخدام المياه للإنتاج الإجمالي للمزرعة = إجمالي الإنتاج للمزرعة / إجمالي المياه المستخدمة في المزرعة
مؤشر استخدام المياه للإنتاج الإجمالي للحقول = إجمالي الإنتاج للحقل / إجمالي المياه المستخدمة في الحقل، حيثُ إنّ إجمالي الإنتاج يقاس بوحدات الوزن، وهي: الطن، أو البالة، أو الكيلوغرام، أو الغرام، وغيرها، كما يُقاس إجمالي المياه المستخدمة بالملليلتر، أو بالليتر، أو المتر المكعب.
