ارزیابی یازده مدل‌ برآورد تبخیر- تعرق گیاه مرجع در منطقه حاجی‌آباد هرمزگان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی، بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز،

2 بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز

چکیده

تبخیر-تعرق گیاه مرج (ETo) یک پارامتر مهم برای تعیین نیاز آبی گیاهان در روش فائو بوده و از این رو، تعیین دقیق آن از اهمیت ویژه‌ای در بهینه کردن مصرف و مدیریت منابع آب برخوردار می‌باشد. ‌در این تحقیق که به مدت چهار سال در منطقه حاجی آباد هرمزگان صورت گرفت تبخیر-تعرق گیاه مرجع چمن با استفاده از یک دستگاه لایسیمتر زهکش دار به طور هفتگی اندازه گیری گردید. همچنین ETo توسط مدل‌های پنمن، بلینی- کریدل، تشعشع، تشت تبخیر و پنمن– مانتیث فائو، پاپاداکیس، جنسن- هیز، هارگریوز-ساماتی، تورک و مکینگ محاسبه و با مقادیر اندازه گیری شده از لایسیمتر با استفاده از رگرسیون خطی، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین خطای اریب (MBE) ، شاخص توافق (d) و واریانس توزیع باقیمانده ها (S2) مقایسه شد. نتایج نشان داد که مدل‌های پنمن فائو، ایوانف، پاپاداکیس و جنسن-هیز ETo را بیشتر و مدل‌های تشت تبخیر فائو، هارگریوز، تورک و مکینگ آن را کمتر از مقدار اندازه گیری شده از لایسیمتر برآورد می‌نمایند. مدل‌های بلانی-کریدل و پنمن-مانتیث فائو ETo را بترتیب با دقت بالاتری برآورد نموده و به عنوان مناسب‌ترین مدل‌ها برای منطقه مورد آزمایش و مناطق با شرایط اقلیمی مشابه پیشنهاد می گردند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of eleven models for reference crop evapotranspiration estimation in Haji Abad region of Hormozgan

نویسندگان [English]

  • Abolfath Moradi 1
  • Abdolhosein Ziaeian 2
1 Soil and Water Research Department, Fars Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Shiraz, Iran
2 Soil and Water Research Department, Fars Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Shiraz, Iran
چکیده [English]

Reference crop evapotranspiration (ETo) is an important parameter for determining crop water requirements in the FAO method, and hence, its accurate estimation is of crucial importance in optimizing crop water use and water resources management. In this research where conducted in Haji Abad region of Hormozgan province for four years, weekly evapotranspiration from grass as a reference crop was measured using a drainable lysimeter. The ETo was also estimated using eleven models including FAO Radiation, Evaporation Pan, Blaney-Criddle, Penman and Penman-Monteith and Papadakis, Ivanov, Jensen-Haise, Hargreavse-Samani, Tork, and Makking models. The estimated ETo values from different models were compared with the data measured from lysimeter using linear regression, root mean square error, mean bias error, index of agreement and variance of the distribution of differences. Results showed that FAO Penman, Ivanov, Papadakis and Jensen-Haise models overestimated ETo, but the FAO evaporation pan, Hargreaves-Samani, Turk and Making models underestimated it. The results also indicated that the FAO Blaney-Criddle and FAO Penman-Monteith models had respectively higher accordance and homogeneity with the real data measured from lysimeter and can predict ETo with higher accuracy than other tested models. Therefore, these models are recommended, respectively, as the most appropriate models to estimate ETo in Haji Abad region and the areas having the same climate.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Lysimeter
  • evapotranspiration
  • Reference crop
  • evapotranspiration models
پیری، ح. 1391. ارزیابی روش‌های محاسباتی تبخیروتعرق پتانسیل با داده‌های لایسیمتر ( مطالعه موردی دشت سیستان). مجله مهندسی آبیاری و آب، سال سوم، شماره نهم، صفحه‌های 62-50.
رئوف، م. و عزیزی مبصر، ج. 1396. ارزیابی هجده مدل تبخیروتعرق مرجع در شرایط آب و هوایی اردبیل. نشریه پژوهش‌های حفاظت آب و خاک،جلد 24، شماره 6، صفحه‌های 241-227.
دهقان، ه. و مکاری، م.  1398.  ارزیابی و اصلاح مدلهای والیانتز برای برآورد تبخیر- تعرق گیاه مرجع در شرایط کمبود داده. نشریه مهندسی آبیاری و آب ایران، سال نهم، شماره سی و ششم، صفحه های 86 تا 97.
قمرنیا، ه.، رضوانی، س.و. و فتحی، پ. 1391. ارزیابی و واسنجی مدل‌های تبخیروتعرق گیاه مرجع با توجه به اثر دوره محاسباتی برای اقلیم نیمه خشک سرد. مجله مدیریت آب و آبیاری، دوره 2، شماره 2، صفحه‌های 37-25.
محبی، عبدالحمید. 1377. ایستگاه تحقیقات کشاورزی حاجی‌آباد.  چاپ مرکز تحقیقات کشاورزی هرمزگان.
موسوی‌بایگی، س.م.، اشرف، ب. و میان‌آبادی، آمنه. 1389. ارزیابی چهار مدل تبخیر - تعرق گیاه مرجع در یک اقلیم نیمه‌ خشک ایران با هدف انتخاب بهترین مدل تابش. مجله پژوهش های حفاظت آب و خاک، دوره 17، شماره 4، صفحه های 105-87.
نوری، ح.، بادیه‌نشین، ع. و محمدی محمدآبادی، ا. 1395. ارزیابی روش‌های محاسباتی تبخیرتعرق گیاه مرجع و تعیین تبخیرتعرق گیاه پسته در رفسنجان. نشریه هواشناسی کشاورزی، جلد 4 ، شماره 2، صفحه‌های 81-77.
وحیدی، ع. ۱۳۸۸. ارزیابی روش های مختلف تخمین تبخیر- تعرق گیاه مرجع(چمن) با استفاده از سنجشهای لایسیمتر وزنی. مجموعه مقالات دهمین سمینار سراسری آبیاری و کاهش تبخیر، کرمان، دانشگاه شهید باهنر. 
Ahmadipour, A., Shaibani, P., Mostafavi, S.A. 2019.  Assessment of empirical methods for estimating potential evapotranspiration in Zabol Synoptic Station by REF-ET model. Mediotech Journal 3(1): 1-4.
Alexandris, S., Stricevic, R. and Petcovic, S. 2008. Comparative analysis of reference evapotranspiration from the surface of rainfed grass in central Serbia, calculated by six empirical methods against the Penman-Monteith formula. European Water. 21/22:17–28.
Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D. and Smith, M. 1998. Crop evapotranspiration: Guidelines for computing crop water requirements. Irrigation and Drainage Paper No. 56, FAO, Rome, Italy.
Almorox, J., Quej, V.H. and Marti, P. 2015. Global performance ranking of temperature-based approaches for evapotranspiration estimation considering Köppen climate classes. Journal of Hydrology. 528:514–522.
Antonopoulos, V.Z. and Antonopoulos, A.V. 2018. Evaluation of different methods to estimate monthly reference evapotranspiration in a Mediterranean area. Water Utility Journal 18: 61-77.
Bakhtiari, B., Ghahreman, N., Liaghat, A.M. and Hoogemboom, G. 2011.  Evaluation of reference evapotranspiration models for a semiarid environment using lysimeter measurements. Journal of Agricultural Science & Technology. 13:233-237.
Benli, B., Bruggeman, A., Oweis, T. and Ustun, H. 2010. Performance of Penman-Monteith FAO 56 in a semiarid highland environment. Journal of Irrigation and Drainage Engineering. 136(11): 757-765.
Berengenda, J. and Gavilan, P. 2005. Reference evapotranspiration estimation in a highly advective semiarid environment. J. of Irrigation and Drainage Engineering. 131(2):147-163.
Djaman, K., Tabari, H., Balde, A.B., Diop, L., Futakuchi, K. and Irmak, S. 2016. Analyses, calibration and validation of evapotranspiration models to predict grass-reference evapotranspiration in the Senegal river delta. Journal of Hydrology: Regional Studies 8:  82-94.
Doorenbos, J. and Pruitt, W.O., 1977. Crop water requirements. Irrigation and Drainage Paper No. 24. FAO, Rome, Italy.
Fisher, J.B., Whittaker, R.J. and Malhi, Y. 2011. ET come home: potential evapotranspiration in geographical ecology. Global Ecology and Biogeography. 20:1-18.
Fox, D.G. 1981. Judging air quality model performance: A summary of the AMS workshop on dispersion model performance. Bulletin American Meteorological Society. 62(5): 599-609.
Ghamarnia, H., Mousabeygi, F., Amiri, S. and Amirkhani, D. 2015. Evaluation of a few evapotranspiration models using lysimetric measurements in a semi-arid climate region. International Journal of Plant & Soil Science. 5(2):100-109.
Goodwin, C.R. 1991. Tidal-Flow, Circulation, and Flushing Changes Caused by Dredge and Fill in Hillsborough Bay, Florida. US Geological Survey Water-Supply Paper 2376, 49 p.
Hargreaves, G.H. and Samani, Z.A. 1985. Reference crop evapotranspiration from temperature. Applied Engineering in Agriculture. 1: 96‑99.
Holder, A.j., Mccalmont, J.P., Mcnamara, N.P., Rowe, R. and Donnison, I.S. 2018. Evapotranspiration model comparison and an estimate of field scale miscanthus canopy precipitation interception. GCB Bioenergy. 10: 353-366.   
Jacovides, C. P. and Kontoyiannis, H. 1995.  Statistical procedures for the evaluation of evapotranspiration computing models. Agricultural water management. 27: 365 -371.
Jensen, M. E. (ed.) 1983. Design and Operation of Farm Irrigation Systems. pp.199-200. An ASAE Monograph No. 3, American Society of Agricultural Engineers, Michigan, USA.
   Katerji, N. and Rana, G. 2011.   Crop reference evapotranspiration: a discussion of the concept, analysis of the process and validation. Water Resource Management. 25:1581–1600. 
Liu, X., Xu, C., Zhong, X., Li, Y., Yuan, X. and Cao, J. 2017. Comparison of 16 models for reference crop evapotranspiration against weighing lysimeter measurement. Agricultural Water Management. 184: 145-155. 
Moazed, H., Ghaemi, A.A. and Rafiee, M.R. 2014. Evaluation of several reference evapotranspiration methods: a comparative study of greenhouse and outdoor conditions. IJST, Transactions of Civil Engineering. 38 (C2): 421-437.
Ragheb, H.M.A., Gomah, H.H., Hassanein, M.K. and Hassan, A.M.A. 2015. Validation of reference evapotranspiration models using lysimeters under arid climatic conditions. Assiut Journal of Agricultural Sciences 46(2): 210-228.
Raoof, M. and Azizi Mobaser, J. 2019. Reference evapotranspiration estimation using locally adjusted coefficient of Angstrom’s radiation model in an rrid-cold region. Journal of Agricultural Science and Technology 21(2): 487-499.
Reddy, K.C.S., Jyothy, S.A. and Mallikarjuna, P. 2012. Evaluation of evapotranspiration estimation methods and development of crop coefficients for groundnut crop. IOSR Journal of Engineering. 2(6):35-42.
Steduto, P., Caliandro, A., Rubino, P., Ben Mechlia, N., Masmoudi, M., Martinez-Cob, A., Jose Faci, M., Rana, G., Mastrorilli, M., El Mourid, M., Karrou, M., Kanber, R., Kirda, C., El-Quosi, D., El-Askari, K., Ait Ali, M., Zareb, D. and Snyder, R.L.1996. Penman-Monteith reference evapotranspiration estimates in the Mediterranean region. In: Proceedings of international conference on evapotranspiration and irrigation scheduling, San Antonio, Texas, 3–6 November 1996, pp. 357–363.
Tang, P., Xu, B., Gao, Z., Li, H., Gao, X. and Wang, C. 2018. Estimating reference crop evapotranspiration with elevation based on an improved HS model. Hydrology Research. (In press). DOI: 10.2166/nh.2018.022.
Yoder, R.E., Odhiambo, L.O. and Wight, W.C. 2005. Evaluation of methods for estimating daily reference crop evapotranspiration at a site in the humid Southeast United States. Applied Engineering in Agriculture. 21(2): 197-202.