نشریه آبیاری و زهکشی ایران

نشریه آبیاری و زهکشی ایران

ارزیابی الگوریتم‌های‌ سنجش از دور SEBAL و WaPOR در برآورد آب مصرفی واقعی و بهره‌وری آب در زیرحوضه‌های بختگان فارس و مارون خوزستان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی و مدیریت آب، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
2 مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران
چکیده
این پژوهش با هدف ارزیابی دقت و کارایی الگوریتم‌های SEBAL و WaPOR در برآورد تبخیر-تعرق واقعی (ETa) و بهره‌وری مصرف واقعی آب (WPET) در دو زیرحوضه طشک-بختگان استان فارس و مارون-جراحی استان خوزستان انجام شد. داده‌های مزرعه‌ای شامل حجم آب آبیاری، عملکرد محصول و زیست‌توده برای ۲۲ مزرعه و باغ طی سال‌های زراعی ۱۴۰۲–۱۴۰۱ مورد استفاده قرار گرفت و ETa و WPET بر اساس این داده‌ها محاسبه شدند. به‌منظور برآورد ETa، داده‌های حاصل از پایگاه WaPOR نسخه ۳ و تصاویر ماهواره‌ای Landsat 8 مورد نیاز برای اجرای الگوریتم SEBAL در محیط Google Earth Engine پردازش شدند. عملکرد دو الگوریتم با استفاده از شاخص‌های آماری ضریب تعیین (R²) و جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) ارزیابی شد. نتایج نشان داد که عملکرد هر دو الگوریتم در برآورد ETa به شرایط منطقه و نوع محصول وابسته بود و میزان تطابق آن‌ها با داده‌های مرجع در مناطق مختلف تفاوت داشت. در مجموع، الگوریتم SEBAL انطباق بیشتری با داده‌های مزرعه‌ای نشان داد، هرچند WaPOR در برخی محصولات و شرایط مکانی، برآوردهای نزدیک‌تری به مقادیر مرجع ارائه کرد. اگرچه SEBAL از نظر دقت عملکرد مطلوب‌تری داشت، WaPOR به دلیل دسترسی آسان، پوشش مکانی گسترده و قابلیت پایش مستمر، گزینه‌ای مناسب برای پایش و مدیریت منابع آب کشاورزی به‌شمار می‌رود. نتایج این پژوهش نشان داد که انتخاب الگوریتم مناسب برای برآورد ETa و WPET به شرایط اقلیمی، نوع محصول و مقیاس مطالعه وابسته است و هر یک از دو رویکرد، متناسب با هدف مطالعه، می‌توانند در پایش و مدیریت منابع آب کشاورزی مورد استفاده قرار گیرند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Evaluation of remote sensing algorithms SEBAL and WaPOR in estimating actual water consumption and water productivity in the Bakhtegan sub-basins of Fars Province and the Marun sub-basin of Khuzestan Province.

نویسندگان English

Niayesh Fouladi 1
Seyed Majid Mirlatifi 1
Hossein Dehghanisanij 2
1 Department of Water Engineering and Management, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 Agricultural Engineering Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran
چکیده English

This study aimed to evaluate the accuracy and performance of the SEBAL and WaPOR algorithms for estimating actual evapotranspiration (ETa) and actual evapotranspiration-based water productivity (WPET) in the Tashk–Bakhtegan sub-basin in Fars Province and the Maroon–Jarahi sub-basin in Khuzestan Province, Iran. Field data, including irrigation water volume, crop yield, and biomass, were collected from 22 farms and orchards during the 2022–2023 growing season, and ETa and WPET were calculated based on these data. To estimate ETa, WaPOR Version 3 products and Landsat 8 satellite imagery required for implementing the SEBAL algorithm were processed in the Google Earth Engine environment. The performance of the two algorithms was evaluated using the coefficient of determination (R²) and root mean square error (RMSE). The results showed that the performance of both algorithms in estimating ETa depended on the study area and crop type, and that their agreement with the reference data varied among different areas. Overall, the SEBAL algorithm showed better agreement with field data, although WaPOR provided estimates closer to the reference values for some crops and under certain spatial conditions. Although SEBAL showed better performance in terms of accuracy, WaPOR, owing to its easy accessibility, extensive spatial coverage, and continuous monitoring capability, is a suitable option for monitoring and managing agricultural water resources. The findings demonstrated that the selection of an appropriate algorithm for estimating ETa and WPET depends on climatic conditions, crop type, and the scale of the study, and that each approach can be used for agricultural water resources monitoring and management according to the specific objectives of the study.

کلیدواژه‌ها English

Google Earth Engine
Field-based Data
Validation
Water Resource Management
Actual Evapotranspiration

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 28 مرداد 1405