انتخاب مناسب‌ترین روش برآورد تبخیر و تعرق مرجع و پهنه‌بندی آن در استان اصفهان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، آبیاری و زهکشی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

2 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

چکیده

تبخیر و تعرق پتانسیل یکی از عوامل مهم سیکل هیدرولوژیکی است که باید در طرح‌های آبیاری، تأسیسات آبی، مطالعات زهکشی و هیدرولوژیکی برآورد شود. این عامل بیانگر میزان تلفات بالقوه از سطح خاک مرطوب و پوشش گیاهی بوده و از این‌رو محاسبه و برآورد آن حائز اهمیت می‌باشد. از سوی دیگر یکی از راه‌های تخمین این پارامتر در نقاط فاقد ایستگاه، استفاده از روش‌های میان‌یابی است که اگر به درستی انتخاب شوند، بر دقت و صحت این پارامتر می‌افزاید. در این تحقیق به منظور تعیین مناسب‌ترین روش تخمین تبخیر و تعرق پتانسیل گیاه مرجع چمن در استان اصفهان، 12 روش موجود در نرم‌افزار Ref-ET با دو سری داده لایسیمتری بر اساس معیارهای RMSE، MBE و r مقایسه شدند. نتایج نشان داد که روش‌های پنمن 1948 و  کیمبرلی- پنمن 1996 مناسب‌ترین معادلات بودند. سپس 10 ایستگاه سینوپتیک در منطقه مورد مطالعه انتخاب شدند و  مقادیر تبخیر و تعرق پتانسیل در هر ایستگاه در یک دوره آماری 14 ساله (1992- 2005) با استفاده از روش پنمن 1948 محاسبه شد. به منظور انتخاب بهترین روش میان‌یابی، 8 روش موجود در نرم‌افزار Surfure8.02 انتخاب و به روش اعتبارسنجی متقابل مقدار RMSE هر روش محاسبه گشت و مشخص شد که مدل‌های انحنای کمینه، رگرسیون چند جمله‌ای و کریجینگ کروی مناسب‌ترین روش‌های میان‌یابی در منطقه مورد مطالعه می‌باشند. در نهایت نقشه‌های پهنه‌بندی تبخیر و تعرق پتانسیل بر اساس روش پنمن 1948 و مدل انحنای کمینه، در استان اصفهان ترسیم شدند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Selection of the Most Suitable Method for Estimation and Interpolation of Potential Evapotranspiration in Isfahan Province

نویسندگان [English]

  • Atefeh Mahdavi 1
  • Hamid Zare abyaneh 2
1 PHD candidate, Irrigation and Drainage, Water engineering department, Bu Ali Sina University., Hamedan., Iran
2 Assioiate Professor, Water engineering department, Bu Ali Sina University., Hamedan., Iran
چکیده [English]

The Potential Evapotranspiration (ETp) is one of the important elements in hydrologic cycle, which is required to be estimated in many fields such as irrigation projects, hydraulic structures, drainage and hydrological studies. This element represents the potential losses from the moist soil layer and the vegetation cover. Therefore, calculation and estimation of this parameter is important. In other hand, the standard interpolation methods are used for achieving evapotranspiration phenomena in points where does not have measured meteorological parameters. In Ref-ET software, the twelve methods were compared with tow lysimeter data based on RMSE, MBE and r statistical criteria in order to adopt an accurate method(s) of estimation of potential evapotranspiration for reference crop in Isfahan. The results showed that the Penman 1948 and the Kimberly- Penman 1996 methods give better estimations. Then the 10 synoptic station were selected in study area and ETp was calculated in every station in a period (1992- 2005) using Penman 1948 method. In Surfure 8.02, eight interpolation techniques were considered and the estimations of these methods were evaluated by Cross-Validation method based on RMSE index. The results indicated the Minimum curvature, the Polynomial Regression and the Kriging techniques are the most suitable ones. Finally, iso ETp maps were plotted based on Penman 1948 method and Minimum curvature technique in Isfahan province.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Potential Evapotranspiration
  • Lysimeter
  • interpolation and Cross Validation
پناهی، م. 1378. ارزیابی چند روش محاسباتی برآورد تبخیر و تعرق پتانسیل. هفتمین سمینار سراسری آبیاری و کاهش تبخیر. دانشگاه شهید باهنر کرمان، 10 تا 12 اسفندماه.

توانا، ا.، هوشمند، ع. و فتحیان، ح. 1390. نخستین کنفرانس ملی هواشناسی و مدیریت آب کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، 1 تا 2 آذرماه.

جامعی، م. 1387. ارزیابی روش‌های درون‌یابی در برآورد منطقه‌ای تبخیر و تعرق مرجع و مقایسه با نتایج موجود حاصل از تصاویر ماهواره‌ای در دشت‌های مرکزی و شمالی خوزستان. پایان‌نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، 124 صفحه.

رحیم زادگان، ر. 1370. جستجوی روش مناسب برآورد تبخیر و تعرق در منطقه اصفهان، مجله علوم کشاورزی ایران، جلد 22، شماره 1 و 2: 10-1.

زارع ابیانه، ح.، بیات ورکشی، م.، سبزی پرور، ع.ا.، معروفی،  ص. و قاسمی، ع. 1389. ارزیابی روش‌های مختلف برآورد تبخیر و تعرق گیاه مرجع و پهنه‌بندی آن در ایران. پژوهش‌های جغرافیایی. شماره 74: 110-95.

شاهدی، ک. و زارعی، م. 1390. ارزیابی روش‌های برآورد تبخیر و تعرق پتانسیل در استان مازندران. مهندسی آبیاری و آب، شماره 3، سال اول: 21-12.

شهابی‌فر، م. 1382. برآورد تبخیر و تعرق مرجع منطقه‌ای با استفاده از زمین‌آمار و سیستم اطلاعات جغرافیایی در استان تهران. رساله دکترای آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تریبت مدرس، 214 صفحه.

طباطبائی، س. ح. و غزالی، م. 1390. ارزیابی دقت رو‌ش‌های میان‌یابی در تخمین سطح ایستابی آب زیرزمینی (مطالعه موردی: آبخوان‌های فارسان- جونقان و سفید دشت). مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، علوم آب و خاک، سال 15، شماره 57: 22-11.

عابدی، ج. اسلامیان، س. و  امیری، م. ج. 1387. مقایسه چهار روش تخمین تبخیر و تعرق سطح مرجع با داده‌های میکرولایسیمتری در منطقه اصفهان. دومین همایش ملی مدیریت شبکه‌های آبیاری و زهکشی، دانشگاه شهید چمران اهواز، 8 تا 10 بهمن.

علیزاده، ا. 1383 . رابطه آب و خاک و گیاه. انتشارات آستان قدس رضوی. مشهد، 470 صفحه.

کریمی، م. و اسلامیان، س. 1390. ارزیابی روش‌های زمین‌آمار در تخمین تبخیر و تعرق پتانسیل. نخستین کنفرانس ملی هواشناسی و مدیریت آب کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، 1 تا 2 آذرماه.

موسوی، ف. و کریمی، م. 1368. تعیین بهترین روش تبخیر و تعرق بالقوه در دشت اصفهان، مجموعه مقالات اولین کنفرانس هیدرولوژی ایران، تهران، 389 صفحه.

میراب‌باشی، س. م.، پورمحمدی، س. و رحیمیان، م. ح. 1388. پهنه‌بندی تبخیر و تعرق پتانسل به کمک تکنیک سامانه اطلاعات مکانی (مطالعه موردی: استان اصفهان). اولین همایش ملی اصلاح الگوی مصرف با محوریت منابع طبیعی، کشاورزی و دامپزشکی، دانشگاه زابل، 12 تا 14 اسفندماه.

نکوآمال، م.، بردبار، م. ه.، رنجبر، س. و رهنما، م. ب. 1388. مطالعه موردی و تعیین بهترین روش پهنه بندی تبخیر و تعرق در GIS. دهمین سمینار سراسری آبیاری و کاهش تبخیر، دانشگاه شهید باهنر کرمان، 19 تا 21 بهمن ماه: 7-1.

هاشمی، ا.، مصطفی‌زاده، ب. و حیدرپور، م. 1385. بررسی روش‌های برآورد تبخیر و تعرق برای منطقه اصفهان. دومین کنفرانس مدیریت منابع آب، دانشگاه صنعتی اصفهان، 3 تا 4 بهمن ماه.

Benli, B., Kodal, S. Ilbeyi, A. and Ustun, H. 2006. Determination of evapotranspiration and basal crop coefficient of alfalfa with a weighing lysimeter. Agricultural Water Management 81(3): 358-370.

Chin, D.A. and Zhao, S. 1995. Evaluation of Evaporation-Pan Networks. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 121(5): 338-346.

Golden software, 2002. Surfer, User manual, www.goldensoftware.com

Ha, W., Gowda, P., Oommen, T., Marek, T., Porter, D. and Howell, T. 2011. Spatial Interpolation of Daily Reference Evapotranspiration in the Texas High Plains. World Environmental and Water Resources Congress, Bearing Knowledge for Sustainability © ASCE 2011: 2796- 2804.

Hashemi, M., Garcia, L.A. and Fontane, D.G. 1994. Spatial Estimation of Regional Crop Evapotranspiration , Transaction of the ASAE, 38(5): 1345-1351.

Lo´pez-Urrea, R., Martı´n de Santa Olalla, F., Fabeiro, C. and Moratalla, A. 2006. Testing evapotranspiration equations using lysimeter observations in a semiarid climate. Agricaltural Water Management, 85: 15-26.

Mardikis, M.G., Kalivas, D.P. and Kollias, V.J. 2005. Comparison of Interpolation Methods for the Prediction of Reference Evapotranspiration-An Application in Greece, Water Res. Manag. 19: 251–278.

Noshadi, M. and Sepaskhah, A. R. 2005. Application of Geostatistics for Potential Evapotranspiration estimation. Iranian Journal of Science & Technology, Transaction B, Engineering, 29(B3): 343-355.

REF-ET Manual, for Windows ver. 2.0, 2000, University of Idaho.

Webster, R. and Oliver, M. 2000. Geostatistics for Environmental Scientists. John Wiley, Chichester, 271p.