ارزیابی الگوریتم سبال جهت برآورد تبخیر- تعرق واقعی در منطقه وردیج

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد رشته آبیاری و زهکشی دانشگده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 دانشیار گروه آبیاری و زهکشی، دانشگاه تربیت مدرس

3 پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری

چکیده

پژوهش حاضر با هدف ارزیابی الگوریتم سنجش از دور سبال با احتساب اثرات توپوگرافی در تعیین تبخیر-تعرق واقعی در منطقه وردیج واقع در استان تهران انجام شد. برای این منظور از تصاویر ماهواره لندست 8 در تاریخ‌های 10 ژوئن، 12 جولای، 13 آگوست و 14 سپتامبر 2018 و 15 جولای 2019 استفاده شد. مقدار تبخیر-تعرق مرجع (گیاه یونجه) با استفاده از تبخیر-تعرق حاصل از الگوریتم سبال برای سه نقطه که درآن‌ها کشت یونجه صورت گرفته بود محاسبه شد. با استفاده از داده‌های ایستگاه هواشناسی منطقه، تبخیر-تعرق مرجع با روش‌های تجربی فائو- پنمن- مانتیث، پنمن رایت، هارگریوز سامانی و بلانی کریدل تخمین زده شد. مقادیر حاصل از الگوریتم سبال با روش‌های مذکور مورد مقایسه قرار گرفت و مشاهده شد که در منطقه مورد مطالعه روش هارگریوز سامانی (0/47 =MAE و 0/62 =RMSE) جواب نزدیکتری به نتایج روش سنجش از دور دارد و در رتبه بعدی روش فائو پنمن مانتیث (1 =MAE و 1/26=RMSE) قرار می‌گیرد. در ادامه تبخیر-تعرق بدست آمده از الگوریتم سبال با مقدار متناظر بدست آمده از لایسیمتر پورتابل وزنی مورد مقایسه قرار گرفت و نتایج بدست آمده مطابقت خوبی را نشان داد، به طوریکه مقدار تفاضل مطلق 0/81 (mm/day) بدست آمد، که می‌توان نتیجه گرفت روش سنجش از دور جهت برآورد تبخیر-تعرق واقعی در منطقه مورد مطالعه مناسب می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of SEBAL Algorithm for Estimation of Real Evapotranspiration in Vardij area

نویسندگان [English]

  • mohammad sane 1
  • Mehdi Kouchakzadeh 2
  • foroud sharifi 3
1 M.Sc Student, Tarbiat Modarres University, Tehran, Iran
2 Associate Professor of Irrigation and Drainage Engineering, Faculty of Agriculture, TarbiatModares University
3 Soil Conservation and Watershed Management Research Institute.
چکیده [English]

The aim of this study was to evaluate the remote sensing algorithm (SEBAL) for estimating actual evapotranspiration in Vardij area in Tehran province. For this purpose Landsat 8 satellite images on June 10th, July 12th, August 13th and September 14th, 2018 and July 15th, 2019 were used. The reference evapotranspiration value (alfalfa plant) was calculated using evapotranspiration obtained from the SEBAL algorithm for the three points where alfalfa was previously cultivated. Using the meteorological station data, reference evapotranspiration was estimated by the experimental methods of FAO Penman- Monteith, Penman -Wright, Hargreaves Samani and Blani Cridel. The values obtained from SEBAL algorithm were compared with the mentioned methods and it was observed that in the study area the Hargreaves Samani method (MAE = 0.472 and RMSE = 0.62) was closer to the remote sensing method. Next in rating is the FAO Penman Monteith method (MAE = 1 and RMSE = 1.26). Finally, the evapotranspiration obtained from SEBAL algorithm was compared with the value obtained from portable lysimeter and the results showed good correlation, so that absolute difference value was 0.81 (mm/day), and it can be concluded that the remote sensing method is suitable for estimating evapotranspiration in the study area.

کلیدواژه‌ها [English]

  • evapotranspiration
  • Portable lysimeter
  • Remote Sensing
  • satellite images
  • SEBAL Algorithm
دفتر مطالعات پایه منابع آب، وزارت نیرو، گزارش آخرین وضعیت بارندگی ایستگاه‌های مبنای وزارت نیرو 1395.
سادات گوشه گیر، آ.، گلابی، م. و ناصری، ع.ع 1397. مقایسه تبخیر- تعرق واقعی حاصل از داده‌های سنجشاز دور با بهره‌گیری از روش گرام اشمیت و الگوریتمسبال با داده‌های لایسیمتری (مطالعه موردی؛ شرکتکشت و صنعت نیشکر امیرکبیر). مجله تحقیقات منابع آب ایران، 1:13، 139-125.
شهابی‌فر، م.، عصاری، م.، کوچک زاده، م. و میرلطیفی، س.م 1389. ارزیابی برخی از روش های تبخیر و تعرق مرجع چمن با استفاده از داده­های لایسیمتری در شراییط گلخانه‌ای. مجله پژوهش آب کشاورزی، 24:2، 19-13.
کرباسی، م.، مقدم، م.، نیکبخت، ج. و کاویانی، ع 1395. تخمین تبخیر و تعرق واقعی گیاه با استفاده از الگوریتم سبال (مطالعه موردی: منطقه خرم‌دره در استان زنجان). مجله اکوهیدرولوژی، 3:3، 437-427.
گنجی­زاده، ر 1392. ارزیابی مقدار تبخیر و تعرق با استفاده از سنجش از دور و مقایسه آن با روش تجربی (مطالعه موردی: دشت بیرجند)، پایان نامه دورة کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز.
محسنی ساروی، م.، احمدی، ح. و نصرتی، ک 1389. کـاربرد مـدل سـبال در برآورد تبخیر و تعرق در حوزه آبریز طالقان، اولین کنفرانس بین المللی آب، خاک و هوا، آبان ماه، مرکز بین المللی علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی.
Allen, R., Tasumi, M., Trezza, R., Waters, R. and Bastiaanssen, W., 2002. SEBAL (Surface Energy Balance Algorithms for Land)—Advanced Training and Users Manual—Idaho Implementation (Version 1.0). The Idaho Department of Water Resources: Boise, ID, USA.
Almhab, A. and Busu, I., 2008. Estimation of evapotranspiration using fused remote sensing image data and M-SEBAL model for improving water management in arid mountainous area. ACRS2008, Sere lank.
Bastiaanssen, W.G.M., Allen, R., Tasumi, M., Trezza, R. and Waters, R., 2002. SEBAL, Surface Energy Balance Algorithms for Land, Idaho Implementation, Advanced training and user manual. NASA EOSDIS/Synergy grant from the Raytheon Company through The Idaho Department of Water Resources, p.98.
Bastiaanssen, W.G., Menenti, M., Feddes, R.A. and Holtslag, A.A.M., 1998. A remote sensing surface energy balance algorithm for land (SEBAL). 1. Formulation. Journal of hydrology, 212, pp.198-212.
Bastiaanssen, W.G., Pelgrum, H., Wang, J., Ma, Y., Moreno, J.F., Roerink, G.J. and Van der Wal, T., 1998. A remote sensing surface energy balance algorithm for land (SEBAL).: Part 2: Validation. Journal of hydrology212, pp.213-229.
Hafeez, M.M., Chemin, Y., Van De Giesen, N. and Bouman, B.A.M. 2002, July. Field evapotranspiration estimation in central Luzon, Philippines, using different sensors: Landsat 7 ETM+, Terra MODIS and ASTER. In ISPRS/CIG conference July (Vol. 8, No. 12, p. 2002).
Horiguchi, I. (1992), Agricultural Meteorology. Buneidou, Tokyo, Japan.
Papadavid, G., Hadjimitsis, D.G., Toulios, L. and Michaelides, S., 2013. A modified SEBAL modeling approach for estimating crop evapotranspiration in semi-arid conditions. Water resources management27(9), pp.3493-3506.
Ramos, J.G., Cratchley, C.R., Kay, J.A., Casterad, M.A., Martínez-Cob, A. and Dominguez, R., 2009. Evaluation of satellite evapotranspiration estimates using ground-meteorological data available for the Flumen District into the Ebro Valley of NE Spain. Agricultural water management96(4), pp.638-652.
Rawat, K.S., Bala, A., Singh, S.K. and Pal, R.K., 2017. Quantification of wheat crop evapotranspiration and mapping: A case study from Bhiwani District of Haryana, India. Agricultural water management187, pp.200-209.16- Iran Second National Communication to UNFCC, December. 2010. Climate change office. Department of environment