ارزیابی روش های برآورد تابش خورشیدی برای محاسبه تبخیرتعرق گیاه مرجع (مطالعه موردی: خرم آباد)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز

2 دانشیار گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز

3 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه رازی کرمانشاه

10.30467/nivar.2018.89724.1064

چکیده

تابش خورشیدی عاملی بسیار مهم در معادله‌های برآورد تبخیر و تعرق گیاه می‌باشد و تخمین مناسب آن در توسعه مدل‌های شبیه سازی رشد گیاهان اهمیت زیادی دارد. در این پژوهش 10 مدل برآورد تابش خورشیدی و تأثیر آن‌ها روی هفت مدل برآورد تبخیر و تعرق گیاه مرجع در شهرستان خرم‌آباد ارزیابی شد. تابش خورشیدی مورد نیاز از معادله‌های پنمن‌مونتیث ، هارگریوز‌سامانی ، ایرماک ، آلن ، آناندل ، خودکالیبره ، باهل ، گلور و مک‌کلوچ ، بریستو و‌کمبل و آنگستروم‌پروسکات محاسبه و در معادله‌های تبخیر و تعرق فائو ‌پنمن‌مونتیث ، پریستلی‌تیلور ، ایرماک، تورک ، دورنبوس پرویت ، مک‌گینز بوردن و آبتیو به کار گرفته شد. تبخیر و تعرق محاسبه شده با مقادیر اندازه‌گیری شده با چهار لایسی‌متر در دوره رشد (مارس، آوریل، مه و ژوئن) مقایسه و برای ارزیابی نتایج به دست آمده، از معیارهای آماری MBE،RMSE ، t و R2/t استفاده گردید. نتایج نشان داد تبخیر و تعرق مرجع محاسبه شده با تمام مدل‌های تابش خورشیدی توسط معادله‌های ایرماک و مک‌گینز بوردن کمتر از مقادیر اندازه‌گیری شده بود و مدل تابش ‌پنمن‌مونتیث به کارگرفته شده در معادله‌های فائو ‌پنمن‌مونتیث، پریستلی‌تیلور و دورنبوس‌پرویت موجب شد که مقادیر تبخیر و تعرق محاسبه شده، جواب نزدیک‌تری نسبت به لایسی‌متر نشان دهد. همچنین مدل تابشی خودکالیبره در معادله تبخیر و تعرق تورک با R2/t برابر با 38/0 دارای بهترین نتیجه و مدل تابش ‌پنمن‌مونتیث در معادله دورنبوس و پرویت با R2/t برابر با 27/ 0 در مرتبه دوم نسبت به دیگر مدل‌ها قرار گرفت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of solar radiation estimation methods for reference evapotranspiration estimation (Case study: Khorram Abad)

نویسندگان [English]

  • Zeynab Mikhak Beiranvand 1
  • Amir Soltani Mohammadi 2
  • Maryam Saremi 3
1 PhD student in Irrigation and Drainage, Faculty of Water Sciences Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz, Iran
2 Associate Professor of Irrigation and Drainage Department, Faculty of Water Sciences Engineering,
3 MSc Graduate of Irrigation and Drainage, Agricultural and Natural Resources, Campus of Razi University of Kermanshah, Iran
چکیده [English]

Abstract: Solar radiation is a very important factor in the estimation equations for evapotranspiration and its proper estimation in the development of simulation models of plant growth is very important. In this study 10 solar radiation estimation models and their impact on the seven models of estimation of reference evapotranspiration were evaluated in the city of Khorramabad. The required solar radiation is calculated from the equations of Penman-Monteith, Hargreaves Samani, Irmak, Allen, Annandale, Self-Calibrating, Bahel, Glover and Mc Culloch, Bristow and Campbell , Angstrom-Prescott and used in reference evapotranspiration equations, FAO Penman-Monteith, Priestley–Taylor, Irmak, Turc, Doorenbos and Pruitt, McGuinness - Bordne and Abtew. The calculated evapotranspiration was compared with the measured values from four lysimeter in the growth period (March, April, May and June), and for the evaluation of the results were used the statistical criteria MBE, RMSE, R2, t and R2/ t. The results showed that the reference evapotranspiration calculated with all models of solar radiation and use of Irmac and McGuinness - Bordne equations were lower than the measured values and the Penman Montieth radiation model used in the FAO Penman Montieth, Priestley–Taylor and Doorenbos - Pruitt equations showed that the calculated evapotranspiration values would be closer to the lysimetric. Also, the self-calibrating radiation model in the Turc evapotranspiration equation with R2 /t = 0.38 had the best results and the Penman Montieth radiation model in the Doorenbos and Pruitt equation with R2 /t = 0.27 was in the second order compared to other models.

کلیدواژه‌ها [English]

  • : Radiation
  • Refrence evapotranspiration
  • Khorramabad
 

1-بابایی، س.، عرفانیان، م. و خانی، ذ.، 1392. ارزیابی تاثیر مدل‌های مختلف تابش بر نرخ تبخیر و تعرق مرجع (مطالعه موردی: ایستگاه تبریز). دومین کنفرانس بین المللی مدل‌سازی گیاه، آب، خاک و هوا.

2-بابامیری، ا.، دین‌پژوه، ی. و اسدی، ا.، 1392. واسنجی و ارزیابی هفت روش تخمین تبخیر و تعرق گیاه مرجع مبتنی بر تابش خورشیدی در حوضه آبریز دریاچه ارومیه. نشریه دانش آب و خاک، 23 (4): 143-158. 

10پیری، ج.، انصاری، ح. و فرید حسینی، ع.، 1392. مدلسازی تابش خورشید رسیده به زمین با استفاده از ANFIS مدل‌های تجربی (مطالعه موردی: ایستگاه‌های زاهدان و بجنورد). نشریه انرژی ایران، 16 (3): 37-58.

11-زارعی، م.ا.، طباطبایی، س. ح.، بابازاده، ح. و صدقی، ح.، 1394. تعیین مناسب‌ترین مدل تابش در معادله هارگریوز‌سامانی در دشت شهرکرد با استفاده ازداده‌های لایسی‌متر. مجله پژوهش آب ایران، 9 (3):  47-56.

3-سبزی پرور، ع. ا.، تفضلی، ف.، زارع ابیانه، ح.، بانژاد، ح.، موسوی بایگی، م.، غفوری، م.، محسنی موحد، م. و مریانجی، ز.، 1387. مقایسه چند مدل برآورد تبخیر و تعرق گیاه مرجع در یک اقلیم سرد نیمه خشک، به منظور استفاده بهینه از مدل‌های تابش. نشریه آب و خاک، 22 (2): 327-340.

4-سبزی پرور، ع. ا. و شادمانی، م.، 1391. تحلیل روند تبخیر و تعرق مرجع با استفاده از آزمون من‌کندال و اسپیرمن در مناطق خشک ایران. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، 25 (4): 823-834.

5-عرفانیان، م. بابایی حصار، س.، 1392. ارزیابی مدل هیبرید در تخمین تابش خورشیدی روزانه در تعدادی از ایستگاه های تابش سنجی ایران. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، 27 (1): 158-168.

6-علیزاده، ا. 1386. طراحی سیستم‌های آبیاری (جلد اول). انتشارات دانشگاه امام رضا (ع). 1: 224-225.

7-فرجی مهیاری، خ.، خانعلی، م. و فرجی مهیاری، ز.، 1394. ارزیابی مدل‌های تجربی برآورد تابش خورشیدی روزانه بر پایه دمای هوا در چهار منطقه آب و هوایی ایران. نشریه انرژی ایران، 18 (4): 17-26.

8-گنجی خرم‌دل، ن.، حسینی، م. س.، امانی، ج. و فامیل محترمی، ا.، 1394. ارزیابی و واسنجی روش های تجربی مبتنی بر دما و تابش خورشیدی درمحاسبه ی تبخیر و تعرق مرجع(مطالعه موردی: منطقه ی دلیجان در استان مرکزی). اولین کنگره علمی پژوهشی توسعه و ترویج علوم کشاورزی، منابع طبیعی و محیط زیست ایران.

9-موسوی بایگی، س.م.، اشرف، ب. و میان آبادی، ا.، 1389. بررسی مدل‌های مختلف برآورد تابش خورشیدی به منظور معرفی مناسب‌ترین مدل در یک اقلیم نیمه خشک. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع غذایی کشاورزی)، 24 (4): 836-844.

12-وزیری، ژ.، سلامت، ع.، انتصاری، م.ر.، مسچی، م.، حیدری، ن. و دهقانی سانیج، ح.، 1387. تبخیر و تعرق گیاهان (دستورالعمل محاسبه آب مورد نیاز گیاهان). انتشارات کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران، 59-58.

13-هژبر، ح.، معاضد، ه. و شکری کوچک، س.، 1393. برآورد تبخیر و تعرق مرجع با استفاده از مدل‌های تجربی، مدل‌سازی آن با شبکهعصبی مصنوعی و مقایسه آن‌ها با داده‌های لایسی‌متری در ایستگاه کهریز ارومیه. مجله مهندسی آبیاری و آب. 4 (15): 13-25.

14-Aladenola, O.O.  and C. A. Madramootoo. 2014.  Evaluation of solar radiation estimation methods for reference evapotranspiration estimation in Canada. Theoretical and Applied Climatology, 118:377-385.

15-Allen, R.G. 1997. Self-Calibrating method for estimating solar radiation from air temperature. Journal of Hydrologic Engineering, 2(2):56-67.

16-Allen, R.G. 1995. Evaluation of procedures for estimating mean monthly solar radiation from air temperature. Report submitted to the United Nations Food and Agricultural Organization (FAO), Rome Italy.

17-Annandale, J.G., Jovanic, N.Z., Benade, N. and R. G. Allen. 2002. Software for missing data error analysis of Penman-Monteith reference evapotranspiration. Journal of Irrigation Science, 21:67-57.

18-Bahel, V., Srinivasan, R. and H. Bakhsh. 1986. Solar radiation for Dhahran. Saudi Arabia Solar Energy, 11:985-989.

19-Bristow, K. and G. Campbell. 1984. On the relationship between incoming solar radiation and daily maximum and minimum temperature. Journal of Agricultural and Forest Meteorology, 31(2): 159-166.

20-Hargreaves, G. H. and Z. A. Samani. 1982. Estimating potential evapotranspiration. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 108(3): 223-230.

 

21- Irmak, S., Irmak, A., Allen, R.G. and J. W.  Jones. 2003. Solar and net radiation-based equations to estimate reference evapotranspiration in humid climates. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 129(5): 336-347.

22-Jacovides, C. P. 1997. Reply to comment on statistical procedures for the evaluation of evapotranspiraiton models. Journal of Agricultural water management, 95-97.

Okundamiya, M. K.,   Emagbetere, J. O. and E. A. Ogujor. 2016. Evaluation of various global solar radiation models for Nigeria. International Journal of Green Energy, 13(5): 505-512.

Robaa, S. J. 2009. Validation of the existing models for estimating global solar radiation over Egypt.  Journal of Energy Conversion and Management, 50:184-193.

23-Trajkovic, S. and S. Kolakovic. 2009. Evaluation of reference evapotranspiration equations under humid conditions. Journal of Water Resources Management, 23:3057-3067.

24-Yang, K., Koike, T. and B. Ye. 2006. Improving estimation of hourly, daily, and monthly solar radiation by importing global data sets.  Journal of Agricultural and Forest Meteorology, 137:43-55.