تخمین مقادیر روزانه نسبت تبخیر - تعرق مرجع و تعیین سهم مؤلفه‌های آیرودینامیکی و توازن انرژی در تبخیر - تعرق (مطالعه موردی: استان سیستان و بلوچستان)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

2 دانشیار دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

3 استاد دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

چکیده

        تبخیر - تعرق به­عنوان یکی از مؤلفه­های اصلی چرخه هیدرولوژیک دارای اهمیت فراوانی در مدیریت منابع آب و برنامه­ریزی آبیاری می‌باشد. امروزه به دلیل نبود داده­های لایسیمتری در بیشتر ایستگاه­های هواشناسی، از مقادیر تبخیر - تعرق مرجع حاصل از مدل استاندارد فائو - پنمن - مونتیث استفاده می­شود. مدل یاد شده برای محاسبه تبخیر - تعرق گیاه مرجع چمن ( ) به­کار برده می­شود. از سوی دیگر، مدل پنمن-کیمبرلی نیز به­طور گسترده­ای برای محاسبه تبخیر-تعرق گیاه مرجع یونجه ( )  مورد استفاده قرار گرفته است. در مطالعه­حاضر، داده­های هواشناسی­ شش ایستگاه هواشناسی­در استان سیستان و بلوچستان در یک دوره آماری ده ساله­برای محاسبه  و  به­کار برده­شده و سپس نسبت  به  برای هر شش ایستگاه در دوره مطالعاتی محاسبه شد. مدل پنمن-کیمبرلی در ایستگاه میرجاوه بدترین نتیجه را در مقایسه با ایستگاه‌های دیگر داشته است. مقادیر ضریب نش-ساتکلف برای این ایستگاه کمترین مقدار(07/0) بوده و مقادیر شاخص پراکندگی و جذر میانگین مربعات خطا برای این ایستگاه به ترتب 43/0 و 48/2 می­باشد که بیشترین مقدار در بین ایستگاه­های مورد مطالعه است. در ادامه، سهم هر یک از مؤلفه­های توازن انرژی و آیرودینامیکی در میزان کل تبخیر-تعرق مرجع با استفاده از مدل پنمن-کیمبرلی تعیین شد که نتایج حاصل حاکی از نقش مهم هر دو مؤلفه در فرآیند تبخیر-تعرق ایستگاه­های موردمطالعه بود. بر این اساس، کاربرد مدل­های­مبتنی بر تابش خورشیدی­نظیرمدل­پریستلی-تیلور در این ایستگاه­ها می­باید با احتیاط صورت پذیرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Estimating Daily Reference Evapotranspiration Ratios and Determining the Aerodynamic and Energy Balance Components Contributions in Evapotranspiration (Case study: Sistan-Va-Baluchestan Province)

نویسندگان [English]

  • MH kazemi 1
  • J shiri 2
  • A Majnooni Heris 2
  • AH Nazemi 3
1 M.Sc. Studen, Dept. of Water Engineering, Univ. of Tabriz, Iran
2 Assoc.Prof, Dept. of Water Engineering, Univ. of Tabriz, Iran
3 Prof, Dept.of Water Engineering, Univ. of Tabriz, Iran
چکیده [English]

        Evapotranspiration (ET), a major component of the hydrologic cycle, is important in water resources management and irrigation scheduling. Nowadays, due to the lack of the lysimetric data in weather stations, the ET values calculated by the standard FAO Penman-Monteith model ( ) are used as benchmark values of grass reference crop. Also, the Penman-Kimberly model is widely applied for computing the alfalfa-reference crop ET ( ). In the present study, the meteorological data from 6 weather stations located in the Sistan-Va-Baluchestan Province covering a period of 10 years were used to calculate the and values. Then, the to  ratios were computed for all six stations during the studied period. The Penman-Kimberly model at Mirjavah station had the worst result compared to other stations. The NS coefficient values for this station are the lowest (0.07) and the SI and RMSE values for this station are 0.43 and 2.48, respectively, which is the highest value among the study stations. Finally, the contributions of the energy balance and aerodynamic components on the final ET values were determined using the Penman-Kimberly model, which showed the important influence of both components on the ET process. Consequently, the use of radiation-based models e.g. Priestly-Taylor model in these stations should be carried out by special care.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Aerodynamic component
  • Energy balance component
  • Seasonal variations
  • Reference evapotranspiration
Allen RG, Pereira LS, Raes D and Smith M, 1998. Crop evapotranspiration. Guidelines for computing crop evapotranspiration. FAO Irrigation and Drainage Paper No 56. FAO, Rome.
Babamiri O, Dinpazhoh Y. Comparisonof Four Temperature Based Reference Crop Evapotranspiration Estimation Method at Urmia Lake Basin. 2014; Irrigation Sciencesand Engineering (Scientific Agricultural Journal) 37(1):43-54.
Babamiri O, Dinpazhoh Y. Comparisonand calibration of nine mass transfer based reference crop evapotranspiration methods at Urmia Lake Basin. 2015;Journal of Water and Soil Conservation 21(5):135-153.
Chow VT, Maidment DR and Mays LW (Eds), 1998. Applied Hydrology. McGraw-Hill. NY.
Evett SR, Howell TA, Todd RW, Schneider AD and Tolk JA, 1998. Evapotranspiration of irrigated alfalfa in a semi-arid environment. ASAE Pap. No. 98-2123, American Society of Agricultural Engineering St. Joseph, Mich. Hargreaves GH, and Samani ZA, 1985. Reference crop evapotranspiration from temperature. Applied Engineering Agriculture 1(2): 96-99.
Irmak S, Allen RG and Whitty EB, 2003. Daily grass and alfalfa-reference evapotranspiration estimates and alfalfa-tograss evapotranspiration ratios in Florida. Journal of Irrigation and Drainage Engineering 129(5): 360-370.
Jensen ME, Burman RD and Allen RG, 1990. Evapotranspiration and irrigation water requirements. ASCE Manuals and Reports on Engineering Practices No. 70, ASCE, New York.
Karimi S, Shiri J and Nazemi AH 2013. Estimating Daily Reference Crop Evapotranspiration Using Artificial Intelligences-Based ANFIS and ANN Techniques and Empirical Models. Water and Soil Science- University of Tabriz 23(2):139-158
Landeras G, Ortiz-Barredo A, and Lopez JJ, 2008. Comparison of artificial neural network models and empirical and semi-empirical equations for daily reference evapotranspiration estimation in the Basque Country (Northern Spain). Agricultural Water Management 95: 553-565.
Penman HL, 1948. Natural evaporation from open water, bare soil and grass. Proceedings of Royal Society, London. A: Mathematical and Physical Sciences 193(1032): 120-145.
Priestley CHB and Taylor RJ, 1972. On the assessment of surface heat flux and evaporation using large-scale parameters. Monthly Weather Reviews 100(2): 81-92.
 
Shiri J, 2019. Modeling reference evapotranspiration in island environments: assessing the practical implications. Journal of Hydrology 570: 265-280.
 
Shiri J, 2017. Evaluation of FAO56-PM, empirical, semi-empirical and gene expression programming approaches for estimating daily reference evapotranspiration in hyper-arid regions of Iran. Agricultural Water Management 188: 101-114.
Shiri J, Nazemi AH, Sadraddini AA, Landeras G, Kisi O, Marti P, 2013. Global cross-station assessment of neuro-fuzzy models for estimating daily reference evapotranspiration. Journal of Hydrology 480: 46-57.
Shiri J, Nazemi AH, Sadraddini AA, Landeras G, Kisi O, Fakheri Fard A and Marti P, 2014a. Comparison of heuristic and empirical approaches for estimating reference evapotranspiration from limited inputs in Iran. Computers and Electronics in Agriculture 108: 230-241.
Shiri J, Sadraddini AA, Nazemi AH, Kisi O, Landeras G, Fakheri Fard A and Marti P, 2014b. Generalizability of gene expression programming-based approaches for estimating daily reference evapotranspiration in coastal stations of Iran. Journal of Hydrology 508: 1-11.
Thornthwaite CW, 1948. An approach toward a national classification of climate. Geographical Reviews 38(1): 55-94.
Wright JL and Jensen ME, 1972. Peak water requirements of crops in Southern Idaho. Journal of Irrigation and Drainage Engineering 96(1): 193-201.
Wright JL, 1996. Derivation of alfalfa and grass reference evapotranspiration. C. R. Camp, E. J. Sadler, and R. E. Yoder, eds., Evapotranspiration and irrigation scheduling, Proc., Int. Conf., Irrigation Association and Int. Committee on Irrigation and Drainage, American Society of Agricultural Engineers, St. Joseph, Mich.