ارزیابی دو روش تهیه نقشه‌های تغییرات مکانی تبخیر-تعرق مرجع

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای علوم و مهندسی آب- آبیاری و زهکشی، دانشگاه فردوسی مشهد، کارشناس محقق، بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی مازندران

2 - استادیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

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

4 استادیار گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

چکیده

تبخیر-تعرق مرجع (ET0) پارامتری اساسی در تعیین برنامه آبیاری است که به­دلیل تغییرات مکانی آن، باید از روش­های درون­یابی برای تخمین آن در سطح وسیع استفاده نمود. فاکتوری که می­تواند نتایج درون­یابی را تحت تأثیر قرار دهد، ترتیب مراحل درون­یابی است. در این تحقیق مقایسه دو روش تهیه نقشه­های ET0 مدنظر قرار گرفت. در روش اول مقدار ET0 در موقعیت ایستگاه­های هواشناسی به روش هارگریوز-سامانی محاسبه شده و درون­یابی گردید. در روش دوم ابتدا اجزای معادله هارگریوز-سامانی درون­یابی شده و سپس با اعمال فرمول هارگریوز-سامانی در محیط GIS، نقشه­های ET0 تهیه شد. لذا داده­های اقلیمی 10 ساله (1389-1380) 46 ایستگاه هواشناسی برای تهیه نقشه و 5 ایستگاه هواشناسی به­عنوان ایستگاه شاهد در استان مازندران جمع آوری گردید. درون­یابی داده­ها به روش کریجینگ معمولی انجام شد و خطای درون­یابی بر اساس شاخص ریشه میانگین مربع خطای استاندارد شده (RMSSE) مقایسه گردید. نتایج نشان داد که داده­های دما دارای همبستگی مکانی بیش­تر و خطای درون­یابی کم­تری بودند. اما برای صحت­سنجی تخمین، مقادیر ET0 حاصل از هر دو روش با مقادیر محاسبه شده آن در موقعیت ایستگاه­های شاهد مقایسه شد و نشان داد که اختلاف این دو روش معنی­دار نبوده است. لذا استفاده از هر کدام از دو روش مذکور، تغییری در دقت نقشه­های ET0 ایجاد نمی­نماید.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Evaluation of Two Ways for Preparation Spatial Distribution Maps of Reference Evapotranspiration

نویسندگان [English]

  • Mohammad Esmaeil Kamali Pashakolaei 1
  • Ali Reza Faridhosseini 2
  • Hossein Ansari 3
  • Mohammad Ali Gholami Sefidkouhi 4
1 PhD student, Water Engineering-Irrigation and Drainage, Ferdowsi University of Mashhad- Researcher, Soil and Water department, Mazandaran Agricultural and Natural Resources Research Center
2 Assistant professor, Water Engineering Department, College of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad., Mashhad., Iran
3 Associate professor, Water Engineering Department, College of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad., Mashhad., Iran
4 Assistant professor, Water Engineering Department, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University., Sari., Iran
چکیده [English]

Evapotranspiration (ET0) is a basic parameter for determination irrigation program which has to be estimated using interpolation methods due to its spatial variation. A factor which can affect interpolation results is interpolation stages sequence. Current study was conducted to compare two ways for preparation of spatial distribution maps of ET0. In the first way, ET0 was calculated using climatic data and Hargreaves-Samani method in weather stations positions and then were interpolated. In the second way, the Hargreaves-Samani equation components are firstly interpolated and then ET0 maps were produced by proper commands in GIS. So, 10-year climatic data (2001-2010) of 46 stations for preparation the maps and 5 stations as validation stations in Mazandaran province were gathered. The data were interpolated using Ordinary Kriging method and the interpolation error was compared using Root Mean Squared Standardized Error (RMSSE). The results showed that the temperature data has better spatial correlation and lower interpolation error. But for estimation verification, ET0 amounts derived from the two ways were compared to the computed ET0 in validation stations positions and showed that the two ways difference was not significant. So, these two ways have not differences for producing ET0 maps. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • GIS
  • Interpolation
  • Ordinary Kriging
  • Reference Evapotranspiration
  • spatial distribution
جامعی،م و حجام،س. 1387. ارزیابی روش­های زمین آماری در برآورد منطقه­ای تبخیر و تعرق مرجع- مطالعه موردی استان خوزستان، سومین کنفرانس مدیریت منابع آب ایران، تبریز.
حسنی پاک،ع. ا. 1377. زمین آمار (ژئواستاتیستیک). انتشارات موسسه انتشارات و چاپ دانشگاه تهران، چاپ اول، 314ص.
رحیم زاده،ف و خوشکام،م. 1382. تغییرات سری­های رطوبت در ایستگاه­های سینوپتیک کشور، سومین کنفرانس منطقه­ای و اولین کنفرانس ملی تغییر اقلیم، اصفهان.
شریفان،ح و قهرمان،ب. 1385. بررسی روند تغییرات مکانی و زمانی تبخیر-تعرق در استان گلستان با استفاده از سیستم GIS. دومین کنفرانس مدیریت منابع آب. اصفهان.
عیوضی،م و مساعدی،ا. 1390. بررسی الگوی گسترش مکانی بارش در سطح استان گلستان با استفاده از مدل­های قطعی و زمین آماری، نشریه آب و خاک، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد. 26 . 1: 64-53.
کریمی جعفری،م و اسلامیان،س. 1390. ارزیابی روش­های زمین آمار در تخمین تبخیر و تعرق پتانسیل، اولین کنفرانس ملی هواشناسی و مدیریت آب کشاورزی، تهران.
گنجی زاده،ر.، برومندنسب،س.، سلطانی محمدی،ا و گنجی زاده،ح. 1392. تعیین تبخیر و تعرق مرجع با استفاده از روش­های درون­یابی و مقایسه آن با روش­های تجربی (مطالعه موردی: استان گلستان)،  اولین همایش ملی بحران آب، اصفهان.
وفاخواه،م.، محسنی ساروی،م.، اونق،م. 1388. مقایسه روش­های زمین آمار در برآورد تبخیر و تعرق پتانسیل )مطالعه موردی:حوزه آبخیز دریاچه نمک(، مجله پژوهش­های آبخیزداری. 83: 30-39.
Ashraf,M., Loftis,J.C., Hubbard,K.G.1997. Application of geostatistics to evalu-ate partial weather station networks. Agricultural and Forest Meteorology. 84. 255–271
Allen,R.G., Pereira,L.S., Raes,D., Smith,M. 1990. Crop evapotranspiration. Irrigation and Drainage Paper No.56. F.A.O. Rome. Italy.
Bechini,L., Ducco,G., Donatelli,M., Stein,A. 2000. Modelling, interpolation and stochastic simulation in space and time of global solar radiation. Agriculture, Ecosystems and Environment 81. 29–42.
Cambardella,C.A., Moorman,T.B., Novak,J.M., Parkin,T.B., Karlen,D.L., Turco,R.F and Konopka,A.E. 1994. Field-scale variability of soil properties in central Iowa soils, Soil science. Society. American. Journal. 58:1501-1511.
Caruso,C and Quarta,F. 1998. Interpolation methods comparison, Computers & Mathematics with Applications journal. 35(12), 109–126.
Creutin,J.D. and Obled,C. 1982. Objective analyses and mapping techniques for rainfall fields: an objective
Cuenca,R.H., Amegee,K.Y. 1987. Analysis of evapotranspiration as a regionalized variable. In: Hillel,D. .Advances in Irrigation. 4:181±220.
Dalezios,N. R., Loukas,A and Bampzelis,D. 2002. Spatial Variability of Reference Evapotranspiration in Greece, Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, 27(23-24):1031-1038.
El-magd,I and Tanton,T. 2003. GIS Modeling for irrigation water scheduling. Proceeding of the GIS Research UK 11th Annual conference GISRUK.
Greets,S., Raes,D., Garcia,M., Del Castillo,C and Buytaert, W. 2006. Agro-climatic suitability mapping for crop production in the Bolivian Altiplano: A case study for quinoa. Agricultural and Forest Meteorology 139 : 399-412.
Isaaks,E.H and Srivastava.R.M. 1989. An Introduction to Applied Geostatistics. Oxford University Press. NewYork. 561
Mardikis,M.G., Kalivas,D.P., Kollias,V.J. 2005. Comparisonof interpolation methods for the prediction of reference evapotranspiration—an application in Greece. Water Resources Management. 19:251–278
Martinez-Cob,A. 1996. Multivariate geostatistical analysis of evapotranspiration and precipitation in mountain terrain. Journal of. Hydrology. 174: 19–35.
Nalder,I.A and Wein, R.W. 1998. Spatial interpolation of climatic normals: Test of a new method in the Canadian boreal forest. Agricutrual. Forest Meteorology. 92: 211–225.
Phillips,D.L and Marks,D. 1996. Spatial uncertainty analysis: Propagation of interpolation errors in spatially distributed models, Ecology. Model. 91: 213–229.
Weber,D and England,E. 1994. Evaluation and comparison of spatial interpolators II. Math. Geol. 26, 589-603.
Webster,R and Oliver,M.A. 2001. Geostatistics for environmental scientists. John Wiley & Sons, Chichester, England. 271.
Zhang,X., Kang,S., Zhang,L and Liu,J. 2010. Spatial variation of climatology monthly crop reference evapotranspiration and sensitivity coefficients in Shiyang river basin of northwest china. Agricultural Water Management journal, 97:1506–1516.
Zhao,C., Nan,Z and Cheng,G. 2005. Methods for estimating irrigation needs of spring wheat in the middle Heihe basin, China. Agricultural Water Management 75:54–70.