مناسب‌ترین روش برآورد تبخیر و تعرق پتانسیل در شرایط کمبود داده هواشناسی در ماه‌های گرم و سرد سال (مطالعه موردی شهرستان اصفهان)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

3 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

4 استاد گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

5 دانشجوی دکتری عمران-آب، دانشکده مهندسی، دانشگاه UM، مالزی

چکیده

پدیده تبخیر و تعرق باعث تلفات آب و رطوبت از سطوح آبی، خاک و پوشش گیاهی شده و محاسبه آن از طریق روشی مناسب با توجه به میزان اندک نزولات جوی و محدودیت منابع آب در ایران از اهمیت زیادی برخورداراست. روش‌های متداولی برای محاسبه‌ی تبخیر و تعرق وجود دارد. پژوهش حاضر در اصفهان انجام شد که در آن صحت شش روش تجربی محاسبه تبخیر و تعرق پتانسیل (روش تشعشعی-فائو 24، بلانی-کریدل فائو، هارگریوز-سامانی، پریستلی تیلور، مکینگ 1957 و تورک) در مقابل روش پرکاربرد فائو پنمن- مانتیث مقایسه گردید. به کمک نرم‌افزار Ref-ET در طی آمار 47 ساله (1964-2010) برای ماه‌های سرد و گرم سال که بر اساس متوسط دما به کمک نرم‌افزار SAS تقسیم‌بندی شده‌اند محاسبات انجام شد. نتایج نشان داده در اکثر موارد این معادلات برای ماه‌های سرد سال کاربرد داشته که در آن به ترتیب استفاده از معادلات بلانی کریدل، مکینگ، تشعشعی، هارگریوز، تورک، تیلور به دلیل دارا بودن ضریب تعیین تعدیل یافتهR2 بزرگ‌تر (نزدیک به یک)، خطای RMSE کمتر (نزدیک به صفر) و در نتیجه نسبت R2/RMSE بیش­تر (بزرگتر از یک)، جایگزین مناسب برای معادله فائو پنمن- مانتیث می‌باشند. برای ماه‌های گرم سال با توجه به R2 کم و خطای RMSE زیاد پیشنهاد می‌شود تنها از بلانی-کریدل استفاده شود.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The most Appropriate Method to Estimate Potential Evapotranspiration in Meteorological Data Scarce Condition in the Warm and Cold Months of the Year (Case Study of Isfahan)

نویسندگان [English]

  • Mohammad Salarian 1
  • Masoumeh Najafi 2
  • Kamran Nagafi 3
  • Seyed Saeid Eslamiyan 4
  • Mohammad Heidari 5
1 Master Student Science in Irrigation and Drainage, Department of Water Engineering, Agriculture College, Ferdowsi University of Mashhad., Mashhad., Iran
2 Master Student Science in Irrigation and Drainage, Department of Water Engineering, Agriculture College, University of Isfahan., Esfahan., Iran
3 Associate professor in Department of Water Engineering, Agriculture College Ferdowsi University of Mashhad., Mashhad., Iran
4 Associate professor in Department of Water Engineering, Agriculture College University of Isfahan., Isfahan., Iran
5 PhD Student in Civil, Engineering College, UM of Malya
چکیده [English]

Evapotranspiration causes water waste and moisture, and loss of vegetation cover and soil. The calculating of evapotranspiration by a proper approach is very important since the precipitation and water resources are very limited in Iran. There are several common methods to calculate the potential evapotranspiration. The present research was conducted in Isfahan; the accuracy of the six experimental methods for calculating ET° (namely radiation method - FAO 24, Blaney- Criddle FAO, Hargreaves-Samani, Priestley Taylor, Mecking 1957 and Tork) was compared to the reference method- FAO Penman-Monteith. The calculations were done by using Ref-ET software during the 47-year records (1964- 2010) for the warm and cold months of the year separately which have been divided by the average temperature etdel using the SAS software. The comparative results of this study which was performed by statistical indices showed that these six methods are applicable for the cold months of the year in most cases in which using the equations of Blaney- Criddle, Mecking, Radiation, Hargreaves, Tork, Taylor, respectively, and can be suitable an alternative for FAO Penman-Monteith method due to a larger adjusted determination coefficient  (close to one), less estimation error of RMSE (close to zero) and therefore  ratio would be larger and for the warm months, due to low and higher estimation error of RMSE, it is suggested only Blaney- Criddle should be used. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • evapotranspiration
  • SAS
  • Penman
  • Water requirement
  • Ref-ET
  • Blaney- Criddle

پورمحمدی،س.، دستورانی،م.ت.، مختاری،م،ح و رحیمیان،م،ح. 1389. تعیین و پهنه­بندی تبخیر و  تعرق واقعی ‌توسط فن سنجش از دور و الگوریتم سبال ( مطالعه موردی:  حوزه آبخیز منشاد در استان یزد). مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران. سال ‌چهارم. شماره 13. زمستان 1389.

تفضلی،ف. ۱۳۸۵. ارزیابی حساسیت مدل­های برآورد تبخیر و تعرق به تابش ورودی روزانه در شرایط اقلیمی  همدان. پایان نامه کارشناسی ارشد گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان.

رحیم زادگان،ر. 1370. جستجوی روش مناسب برآورد تبخیر و تعرق در منطقه اصفهان. مجله علوم کشاورزی ایران، 22(1و2):9-1.

سپاسخواه،ع.ک و محمدی،ا. 1375 . تعیین تبخیر و تعرق یونجه و کنجد به روش پنمن- مانتیث در منطقه باجگاه. ششمین سمینار آبیاری و کاهش تبخیر10 الی11  شهریور. دانشگاه کرمان.

نیکوکار، ح، ع. و حسینی،م،ر. 1384. آمار کاربردی. چاپ اول. نشر اقلیدس، مشهد.

Allen,R.G. and Pruitt.W.O. 1991. FAO-24 Reference evapotranspiration factors. J. of Irrigation and Drainage. Engineering. 117,5:758-773  .

Allen,R.G., Pereira,L.S., Raes,D and Smith,M. 1998. Crop Evapotranspiration – uidelines for computing crop water requirements, FAO Irrigation and Drainage Paper 56, FAO, 1998, ISBN 92-5-104219-5 .

Amatya,D.M., Skaggs,R.W and Gregory,J.D. 1995. Comparison of methods for estimating REF-ET. Proc. ASCE J. Irrig. Drain. Eng. 121 6: 427–435 .

Berengena,J and Gavilan,P. 2005. Reference evapotranspiration estimation in a highly advective semiarid environment. J. Irrigation and Drainage. Engineering., ASCE 131 2:147–163 .

Blaney,H.F and Criddle,W.D. 1950. Determining water requirements in irrigated area from climatological irrigation data, US Department of Agriculture, Soil Conservation Service .

Castaneda,L and Rao,P. 2005. Comparison of methods for estimating reference evapotranspiration in southern California. Journal of Environmental Hydrology, Vol. 13, paper 14.

Doorenbos,J, Pruitt,W.O. 1977 Guidelines for predicting crop water requirements. FAO,. Rome, Irrigation and Drainage. Engineering. Paper No. 24, p 144 .

Hargreaves,G.H. and Samani, Z. 1985. Efrence crop evapotranspiration from tempraturer.Appl. Eng. In Agr., 1(2), 96-99 .

Irmark,S., Irmark,A., Allen,R.G and Jones,J.W. 2003. Solar and Net Radiation_based Equations to Estimate Reference Evapotranspiration in Humid Climates, J. Irrig.Drain .Eng. 129,5: 336-347 .

-Jacobs,J.M., Mergelsberg,S.L., Lopera,A.F and Myers,D.A. 2002. Evaporation from a wet prairie wetland under drought conditions. Paynes Prairie Preserve, Florida,USA, Wetlands, 22,2: 374–385 .

Jensen,M.E., Burman,R.D and Allen,R.G. 1990. Evapotranspiration and irrigation water requirements. ASCE manuals and report on engineering practices No. 70. American Society of Civil Engineers, New York, ISBN 0-87262-763-2, 360 .

Kouchakzadeh,M and Nikbakht,J. 2004. Comparison of Different Methods to Estimate Reference evapotranspiration in Iran Different Climate with PMFAO Standard Method, Agricultural Sciences, 10,3: 43-57 .

Lopez-Urrea,R., Martin de Santa Olalla,F., Fabeiro C and Moratalla, A. 2006. An evaluation of two hourly  reference evapotranspiration Equations for semiarid conditions. Agric water manage. 86: 277-282 .

Makkink,G.F. 1957. Testing the Penman Formula by Means of Lysimeters, J. Instit. Water Engin. 11:277-288

Priestley,C.H.B., Taylor,R.J. 1972: On the Assessment of Surface Heat Flux and Evaporation Using Large-Scale Parameters. Mon. Wea. Rev., 100:81-92.

Sabziparvar,A.A., Tafazoli,F., Zare byaneh,H., Banejad, H., Mousavi Bayegi,M., Ghafouri,Salih,A.M and Sendil,U. 1983, Evapotranspiration under Extremely Arid Environment,J. Irrigation and Drainage. Engineering. 110,3: 289–303 .

Salih,A.M. and Sendil,U. 1983. Evapotranspiration under Extremely Arid Environment,J. Irrigation and Drainage. Engineering. 110,3: 289–303 .