مقایسه و ارزیابی روش های تخمین تبخیر و تعرق گیاه مرجع در سه دسته کلی مبتنی بر دما، تابش و انتقال جرم (مطالعه موردی: استان لرستان)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد،دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز

3 دانشیار، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

تخمین میزان دقیق مقدار تبخیر و تعرق گیاه مرجع نه تنها در برنامه‌ریزی آبیاری و تعیین دور آبیاری، بلکه در مطالعات مربوط به مدل‌سازی بیلان آب از اهمیت فراوانی برخوردار است. هدف از این پژوهش، مقایسه و ارزیابی نه روش مختلف تخمین تبخیر و تعرق گیاه مرجع در سه دسته کلی مبتنی بر دما، تابش و انتقال جرم در نه ایستگاه مطالعاتی از سال 1999 تا 2019 در استان لرستان می‌باشد. نتایج این روش-ها با نتایج حاصل از روش مرجع، فائو پنمن مانتیث، مقایسه گردید. ارزیابی عملکرد روش‌های مختلف با آماره‌های R2 ، RMSE و CRM صورت گرفت. نتایج نشان داد که در اکثر ایستگاه‌های مطالعاتی، در بین روش‌های مبتنی بر دما، روش هارگریوز سامانی، در بین روش‌های مبتنی بر تابش خورشید، روش مک کینگ و نیز در بین روش‌های مبتنی بر انتقال جرم، روش WMO بهترین عملکرد را با ثبت بیش‌ترین R2 و کم‌ترین RMSE ارائه دادند. هم‌چنین با استفاده از نرم افزار ArcGIS نیز پهنه‌بندی مکانی انجام شد و نقشه هر دسته ارائه گردید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Comparison and Evaluation of Estimating Reference Evapotranspiration Methods in Three General Categories Based on Temperature, Radiation and Mass Transfer (Case Study: Lorestan Province)

نویسندگان [English]

  • Shakoor TAFI 1
  • Arash Baladi 2
  • Amir Soltani Mohammadi 3
  • Khashayar Pighan 2
1 Graduate Student, Department of Water Science Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz
2 Graduate Student, Department of Water Science Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz
3 Associate Professor, Department of Water Science Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz
چکیده [English]

Accurate estimate of reference evapotranspiration is very important not only in planning andcomputing irrigation frequency, but also in studies related to water balance modeling in eacharea. The purpose of this study is to compare and evaluate nine different methods of estimatingthe reference evapotranspiration based on three general categories of temperature, radiation andmass transfer at nine study stations in Lorestan province from 1999 to 2019. The results of thesemethods were compared with the results of the FAO Penman Monteith. The performance ofdifferent methods was evaluated using R2, RMSE and CRM statistics. The results showed that inmost of the study stations, among the temperature-based methods, the Hargreaves Samani,among the radiation based methods, the Makkink and among the mass transfer methods, theWMO showed the best performance with the highest R2 and lowest RMSE. Also using ArcGISsoftware, spatial zoning was performed and maps of each category was presented.

کلیدواژه‌ها [English]

  • evapotranspiration
  • FAO-56
  • Mass Transfer
  • Radiation methods
  • Temperature methods
  1. منابع

    1. بابامیری، ا و ی. دین پژوه، 1395، مقایسه و ارزیابی بیست روش تخمین تبخیرتعرق گیاه مرجع مبتنی بر سه دسته کلی دمای هوا، تابش خورشید و انتقال جرم در حوضه آبریز دریاچه ارومیه، نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)، سال 20، شماره 7، صفحات 145 تا 161.
    2. پاشاخواه، پ.، ن. پیرمرادیان.، ن. خزدور.، ح. نشاگر و م، مشفق، 1393، واسنجی و ارزیابی سه روش تجربی برآورد تبخیرتعرق مرجع در برخی از شهرهای ایران، مجله علمی و فنی نیوار، شماره 86-87، صفحات 39 تا 53.
    3. جهانبخش، س.، م. رضایی بنفشه.، م. اسمعیل­پور و م. تدینی، 1391، ارزیابی مدل­های برآورد تبخیرتعرق پتانسیل و توزیع مکانی سالانه آن در حوضه جنوبی رود ارس، نشریه علمی-پژوهشی جغرافیا و برنامه­ریزی(دانشگاه تبریز)، سال 16، شماره 40، صفحات 25 تا 46.
    4. خوشحال، ج.، ح. زارع ابیانه و ع. جوشنی، 1394، ارزیابی روش­های مختلف برآورد تبخیرتعرق مرجع با روش تشت تبخیر فائو در حوضه آبریز شرق و جنوب شرق کشور، فصلنامه جغرافیای طبیعی، سال 8، شماره 28، صفحات 1 تا 16.
    5.  ذرتی­پور، ا.، ا، سلطانی محمدی و ا، ذرتی­پور، 1398، پایش زمانی و مکانی روش­های تخمین تبخیرتعرق گیاه مرجع (مطالعه موردی: استان خوزستان)، شماره 2، صفحات 465 تا 478.
    6. روشن، غ.، ف. خوش­اخلاق و م. کرمپور، 1390، ارزیابی و اصلاح مدل مناسب تبخیرتعرق بالقوه برای ایران، مجله پژوهش­های جغرافیای طبیعی، شماره 78، صفحات 49 تا 68.
    7. شاهدی،ک.، م. زارعی، 1390، ارزیابی روش­های برآورد تبخیرتعرق پتانسیل در استان مازندران، فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب، سال اول، شماره 3، صفحات 12 تا 21.
    8. عطارد، پ.، س، معین صادقی.، ا، فتحی­زاده.، م، مطهری.، س، راهبری سی­سخت.، م، احمدی و و، بایرام­زاده، 1394، مقایسه روش­های دمایی و تشعشعی برآورد تبخیرتعرق مرجع با روش استاندارد FAO Penman-Monteith در گرگان، شماره 2، صفحات 359 تا 369.
    9.  قلی­زاده الپاوت، ح و ک. امینی نیا، ۱۳۹۴، بررسی تغییرات زمانی تبخیرتعرق پتانسیل در تبریز، فصلنامه فضای جغرافیایی، سال 15، شماره 49، صفحات 19 تا 35.
    10.  قمرنیا، ه و م. یوسفوند، 1397، مقایسه روش­های مختلف برآورد تبخیرتعرق مرجع بر اساس روش­های تابش خورشیدی در اقلیم­های مختلف ایران، شماره 8، صفحات 237 تا 251.
    11. محمدی، ح.، ع. حنفی و م. سلطانی، 1389، برآورد میزان تبخیرتعرق پتانسیل در ایستگاه­های استان اصفهان، مجله چشم­انداز جغرافیایی، سال پنجم، شماره 12، صفحات 153 تا 167.
    12.  مهدی­زاده، س.، ف، خشائی.، ج، بهمنش و ر، دلیرحسن­نیا، 1397، تحلیل مقایسه­ای دقت پنج مدل مختلف رابطه والیانتزاس در برآورد تبخیرتعرق مرجع، علوم و مهندسی آبیاری، شماره 3، صفحات 119 تا 132.
    13.  نوری، ح.، ع. بادیه­نشین و ا. محمدی محمدآبادی، 1395، ارزیابی روش­های محاسباتی تبخیرتعرق گیاه مرجع و تعیین تبخیرتعرق گیاه پسته در رفسنجان، شماره 4، صفحات 77 تا 81.
      1.  Ahmadipour, A., Shaibani, P. and Mostafavi, S.A., 2019. Assessment of empirical methods for estimating potential evapotranspiration in Zabol Synoptic Station by REF-ET model. Medbiotech Journal, 3(01), pp.1-4..
      2. Didari, S. and Ahmadi, S.H., 2018. Calibration and evaluation of the FAO56-Penman-Monteith, FAO24-radiation, and Priestly-Taylor reference evapotranspiration models using the spatially measured solar radiation across a large arid and semi-arid area in southern Iran. Theoretical and Applied Climatology, 136(1-2), pp.441-455.
      3. Farzanpour, H., Shiri, J., Sadraddini, A.A. and Trajkovic, S., 2018. Global comparison of 20 reference evapotranspiration equations in a semi-arid region of Iran. Hydrology Research, 50(1), pp.282-300.
      4. Hassanli, M., Ebrahimian, H., Mohammadi, E., Rahimi, A. and Shokouhi, A., 2016. Simulating maize yields when irrigating with saline water, using the AquaCrop, SALTMED, and SWAP models. Agricultural water management, 176, pp.91-99.
      5. Lang, D., Zheng, J., Shi, J., Liao, F., Ma, X., Wang, W., Chen, X. and Zhang, M., 2017. A comparative study of potential evapotranspiration estimation by eight methods with FAO Penman–Monteith method in southwestern China. Water, 9(10), p.734.
      6. Mohawesh, O.E. and Talozi, S.A., 2012. Comparison of Hargreaves and FAO56 equations for estimating monthly evapotranspiration for semi-arid and arid environments. Archives of Agronomy and Soil Science, 58(3), pp.321-334.
      7. Paredes, P. and Pereira, L.S., 2019. Computing FAO56 reference grass evapotranspiration PM-ETo from temperature with focus on solar radiation. Agricultural water management, 215, pp.86-102.
      8. Phad, S.V., Dakhore, K.K. and Sayyad, R.S., 2019. Comparison of different methods for estimation of reference evapotranspiration at Parbhani, Maharashtra. Journal of Agrometeorology, 21(2), pp.236-238.
      9. Shiri, J., 2017. Evaluation of FAO56-PM, empirical, semi-empirical and gene expression programming approaches for estimating daily reference evapotranspiration in hyper-arid regions of Iran. Agricultural water management, 188, pp.101-114.
      10. Song, X., Lu, F., Xiao, W., Zhu, K., Zhou, Y. and Xie, Z., 2019. Performance of 12 reference evapotranspiration estimation methods compared with the Penman–Monteith method and the potential influences in northeast China. Meteorological Applications, 26(1), pp.83-96
      11. Xu, C.Y. and Singh, V.P., 2000. Evaluation and generalization of radiation‐based methods for calculating evaporation. Hydrological processes, 14(2), pp.339-349.