برآورد تبخیر- تعرق مرجع با سطوح احتمال وقوع مختلف (مطالعه موردی: ارومیه)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه ارومیه

2 دانشگاه زنجان

چکیده

محاسبه صحیح نیاز آبی گیاه اولین قدم در طراحی و برنامه‌ریزی طرحهای آبیاری و زهکشی می‌باشد. تبخیر-تعرق یک پارامتر احتمالاتی است، بنابراین برای طراحی سیستم‌های آبیاری بهتر است سطوح احتمالاتی مشخص برای تبخیر-تعرق مورد استفاده قرار گیرد تا احتمال وقوع ریسک در سیستم کاهش یابد. در این تحقیق برای محاسبه مقادیر تبخیر-تعرق مرجع (ET0) داده‌های 24 ساله هواشناسی ایستگاه سینوپتیک ارومیه مورد استفاده قرار گرفت. همچنین برای بررسی اثر روش محاسبه ET0 بر مقدار آن، روش‌های فائو-پنمن-مانتیث (FP-M) و هارگریوز- سامانی (H-S) انتخاب شدند. منحنی‌های توزیع ET0 روزانه با سطوح احتمالاتی متفاوت برای هر روش استخراج گردید. بر اساس نتایج حاصل، اختلاف بین مقادیر حداکثر ET0 روزانه محاسبه شده با روش FP-M با سطوح احتمالاتی 75% و 50% و
90% و 50%  به ترتیب 0/1 و 9/1 میلی متر در روز (معادل 13% و 24%) بود. برای روش H-S این مقادیر به ترتیب 5/0 و 9/0 میلی متر در روز (معادل 8% و 15%) شد. هم‌چنین نتایج حاکی از اختلاف بین مقادیر ET0 روزانه محاسبه شده با روش های FP-M و H-S در سطح احتمالاتی یکسان بود. به منظور بررسی تاثیر طول دوره محاسبه میانگین ET0 روزانه بر آن، مقادیر میانگین‌های متحرک ET0 روزانه برای دوره‌های 1، 3، 5، 7، 10، 15، 20، 25 و 30 روزه با سطح احتمالاتی 99% محاسبه گردید. پس از تعیین تاریخ وقوع حداکثر مقدار میانگین ET0 روزانه برای دوره‌های فوق، مقادیر میانگین ET0 روزانه حداکثر با سطوح احتمالاتی متفاوت برای دوره‌های یک الی 30 روزه تعیین شد. تاریخ وقوع دوره‌های حداکثر یک تا 20 روزه برای روش FP-M حدود دو هفته دیرتر از روش H-S بود، ولی دوره‌های 25 و 30 روزه بر یکدیگر منطبق شدند. همچنین بر اساس نتایج حاصله، میانگین حداکثر ET0 روزانه روش FP-M برای دوره پنج روزه در سطح احتمالاتی 50% و 75% به ترتیب 8/7 و 7/8 میلی متر در روز (معادل 12% اختلاف) و برای روش H-S به ترتیب 1/6 و 6/6 میلی متر در روز (معادل 8% اختلاف) بدست آمد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Estimation of Reference Evapotranspiration with Various Occurrence Probability Levels (Case Study: Urmia)

نویسندگان [English]

  • S Mehdizadeh 1
  • J Behmanesh 1
  • J Nikbakht 2
چکیده [English]

Accurate estimation of crop water requirement is the basic step for designing and scheduling of irrigation and drainage projects. Evapotranspiration (ET) is a stochastic variable, therefore to reduce the risk level, it is needed to select and use proper evapotranspiration probability levels. In this research, 24 years meteorology data of Orumieh synoptic station have been used to estimate ET0. Also for investigation the effect of ET0 calculation methods on its value, FAO Penman-Monteith (FP-M) and Hargreaves-Samani (H-S) models were selected. Daily ET0 distribution curves with different probability levels for each method were extracted. Differences between maximum daily ET0 values (calculated by FP-M method) with 75% and 50% probability level was 1.0 mm/day (equivalent to 13%) and between 90% and 50% was 1.9 mm/day (24%). Similarly for H-S method the difference was 0.5 and 0.9 mm/day (8% and 15%), respectively. Also at a particular probability level, there was noticeable difference between values of FP-M and H-S methods. In order to understand the impacts of calculation period length on mean daily ET0 value, daily ET0 with 99% probability, and moving average of daily ET0 were calculated for 1, 3, 5, 7, 10, 15, 20, 25 and 30 day perrids. After determination of occurrence date of average maximum daily ET0 for the above periods, average of maximum daily ET0 with different probability levels for the periods of 1 to 30 days were determined. The occurrence of peak dates within 1 to 20 day periods, for FP-M method was 2 weeks after H-S method but for 25 and 30 day periods the dates were the same. The results showed that the peak mean daily ET0 of FP-M method for 5 day periods at 50% and 75% probability levels were 7.8 and 8.7 mm/day (12% difference) and for H-S method they were 6.1 and 6.6 mm/day (8% difference).

کلیدواژه‌ها [English]

  • FAO Penmam-Monteith
  • Hargreaves-Samani
  • Occurrence probability levels
  • Reference evapotranspiration
رحیم‌زادگان ر، 1375. طراحی سیستم‌های آبیاری بارانی. چاپ دوم، جهاد دانشگاهی واحد صنعتی اصفهان، 280 صفحه.
علیزاده ا، 1380. اصول هیدرولوژی کاربردی. چاپ پنجم، انشارات آستان قدس رضوی، مشهد، 735 صفحه.
علیزاده ا، 1383. طراحی سیستمهای آبیاری. چاپ پنجم، انشارات آستان قدس رضوی، مشهد، 583 صفحه.
علیزاده ا، میرشاهی ب، هاشمی‌نیا م و ثنائی نژاد ح، 1380. بررسی دقت و عملکرد تبخیر-تعرق پتانسیل محاسبه شده به روشهای هارگریوز–سامانی و تشتک تبخیر در ایستگاههای سینوپتیک استان خراسان. مجله نیوار، شماره‌های 42 و 43  صفحه­های 70-51.
نیکبخت ج و میر لطیفی س م، 1382. تاثیر روش محاسبه ET0، احتمال وقوع و طول دوره حداکثر مصرف آب بر تبخیر-تعرق پتانسیل گیاه مرجع. مجله علوم خاک و آب. 16 (2) صفحه­های 223-231.
نیکبخت ج، محمدی ک و احتشامی م، 1386. برآورد تبخیر-تعرق واقعی گیاه در سطح احتمالاتی متفاوت: مطالعه موردی در مراغه، آذربایجان شرقی. مجله علوم کشاورزی. 13 (1) صفحه­های 95-106.
Allen RG, Pereira LS, Raes D and Smith M, 1998. Crop Evapotranspiration: Guidelines for Computing Crop Water Requirements. FAO Irrigation and Drainage Paper 56  Rome  Italy.
Cuenca RH, 1989.  Irrigation System Design - An Engineering Approach.  Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs  NJ.
Hargreves, GH and Samani ZA, 1985. Reference crop evapotranspiration from temperature. Applied Engineering in Agriculture 1(2): 96-99.
Jensen ME, 1983. Design and Operation of Farm Irrigation System. The American Society of Agricultural Engineering, USA. 2950 Niles RoadSt. JosephMichigan 1-11.
Jensen ME, Burman RD and Allen RG, 1990. Evapotranspiration and Irrigation Water Requirement. ASCE Manual, No. 70 Am  Soc Civil Engrs  New York  NY.
Lopez-Urrea R, de Santa Olalla M, Fabeiro C and Moratalla A, 2006. Testing evapotranspiration equations using lysimeter observations in a semiarid climate. Agricultural Water Management 85: 15–26.
Nixon PR, Lawless GP and Richardson GV, 1972. Coastal California evapotranspiration frequencies. Proceeding of the American Society of Civil Engineers, Journal of the Irrigation and Drainage Division, (IR2): 185-91.
Pruitt WO, Von Oettigen S and Morgan DL, 1972. Central California evapotranspiration frequencies. Proceeding of the American Society of Civil Engineers, Journal of the Irrigation and Drainage Division, (IR2): 177-184.
Silva DY, Meza F and Varas E, 2010. Estimating reference evapotranspiration (ETo) using numerical weather forecast data in central Chile. Journal of Hydrology 382:  64-71.
Ward A and Trimble S, 2004. Environmental Hydrology. Lewis Publishers, USA.
Wright JL and Jensen ME, 1972. Peak water requirements in southern Idaho. Proceeding of the American Society of Civil Engineers, Journal of the Irrigation and Drainage Division, 98(IR2): 193-201.