بررسی عملکرد مدل‌های تجربی تخمین نیاز آبی گیاه مرجع در شهرستان میانه

الموضوعات : Farm water management with the aim of improving irrigation management indicators

فریبرز احمدزاده کلیبر ¹ , احد مولوی ²

1 - استاديار، گروه علوم و مهندسي آب، دانشکده کشاورزي و منابع طبيعي، واحد تبريز، دانشگاه آزاد اسلامي، تبريز، ايران.
2 - استاديار، گروه علوم و مهندسي آب، دانشکده کشاورزي و منابع طبيعي، واحد تبريز، دانشگاه آزاد اسلامي، تبريز، ايران.

تاريخ التأكيد : 04 الثلاثاء , رمضان, 1446 تاريخ الإصدار : 20 الثلاثاء , جمادى الأولى, 1447

الکلمات المفتاحية:

ملخص المقالة :

زمينه و هدف: تبخير و تعرق يکي از عوامل بسيار مهم چرخه هيدرولوژيکي بوده و تخمين آن براي طيف وسيعي از تحقيقات ازجمله بيلان آبي، طراحي و مديريت سامانه‌هاي آبياري، شبيه‌سازي و مدل بندي، برنامه‌ريزي منابع آب ضروري است. مدلي بايد انتخاب شود که بتواند با توجه به شرايط منطقه  و استفاده حداقل از داده‌هاي اقليمي، تبخير و تعرق را دقيق  برآورد کند. هدف از اين تحقيق، بررسي کارايي مدل‌هاي مختلف برآورد تبخير-تعرق گياه مرجع با در نظر گرفتن مدل فائو-پنمن-مونتيث به‌عنوان مدل مبنا و درنتيجه تعيين مناسب‌ترين مدل جايگزين با لحاظ به‌کارگيري کمترين داده در ايستگاه سينوپتيک شهرستان ميانه بود.

 روش پژوهش: محل موردمطالعه ايستگاه سينوپتيک ميانه بود. اين ايستگاه در شهرستان ميانه واقع‌شده است. شهرستان ميانه، در گوشه جنوب شرقي استان آذربايجان شرقي قرارگرفته است.  براي انجام اين پژوهش و برآورد ميزان تبخير و تعرق گياه مرجع از پارامترهاي هواشناسي متعددي از قبيل سرعت باد، متوسط درصد ساعات آفتابي، دماي متوسط ماهانه، دماي حداکثر ماهانه، دماي حداقل ماهانه، رطوبت نسبي حداكثر ماهانه، رطوبت نسبي متوسط ماهانه، رطوبت نسبي حداقل ماهانه، فشار هوا، تشعشع برون زميني ايستگاه سينوپتيك ميانه استفاده به عمل آمد. جهت محاسبه تبخير و تعرق گياه مرجع از زبان برنامه‌نويسي ويژوال‌بيسيک استفاده شد. براي ارزيابي مدل‌هاي محاسبه تبخير و تعرق گياه مرجع چهار دسته  مدل‌هاي ترکيبي (پنمن-رايت، آلن-پنمن-پروت)، تابشي (دورنبوس-پروت و جنسن هيز)، دمايي (ليناکر و هارگريوز) و مدل رطوبتي ايوانف در نظر گرفته شدند. مدل فائو-پنمن-مونتيث  به‌عنوان مدل استاندارد براي ارزيابي عملکرد ساير مدل‌ها در نظر گرفته شد. بررسي کارايي مدل‌ها تحت پنج شاخص آماري جذر ميانگين مربعات خطا، ميانگين خطاي متوسط، ميانگين خطاي مطلق، ضريب تبيين و معيار جاکوويدس انجام گرديد.

 يافته‌ها: نتايج نشان داد در بين دسته مدل‌هاي ترکيبي ضريب تبيين مدل آلن-پنمن-پروت با مقدار 859/0 داراي همخواني نسبتاً خوبي در مقايسه با مدل پنمن-رايت بود. مقايسه ETP حاصل از مدل آلن-پنمن-پروت و مدل مبنا نشان داد که اکثر نقاط حاصله بالاي خط y=x واقع شدند که نشان از کم برآوردي اين مدل نسبت به مدل مبنا مي‌باشد. در مدل پنمن- رايت کم برآوردي نسبت به مدل مبنا  در اکثر موارد با شدت کمتري مشهود بود. در دسته مدل‌هاي تابشي  ETP  هاي برآوردي مدل جنسن-هيز از آوريل تا اوت مقادير بالايي نسبت به مدل استاندارد داشتند. پراکندگي نقاط در نمودار مربوط به مدل دورنبوس –پروت نسبت به مدل جنسن-هيز بيشتر بوده که باعث کم بودن ضريب تبيين اين مدل نسبت به مدل جنسن-هيز شده است. مدل‌هاي دمايي کمترين مقادير متوسط شاخص‌هاي  آماري خطاي RMSE,MAE را دارا بوده و بيشترين ضريب تبيين در بين گروه‌هاي بکار رفته مربوط به اين مدل‌ها بود. تطابق ETP  هاي به‌دست‌آمده از مدل‌هاي هارگريوز و ايوانف بعد از اعمال ضرايب رگرسيوني با نتايج حاصل از مدل استاندارد از ساير مدل‌ها بيشتر بود.

نتايج: پس از اعمال ضرايب رگرسيوني در کليه مدل‌ها مقادير شاخص‌هاي خطا به‌طور قابل‌ملاحظه‌اي کاهش يافتند که نشان از تأثير مثبت آن در بهبود و افزايش کارايي و عملکرد مدل‌ها دارد. مدل هارگريوز  با ضريب همبستگي معادل 965/0 و معيار R/t برابر 16/0 بالاترين مقدار را در بين تمامي مدل‌ها، بهترين همخواني و تطابق را  با مدل مبنا داشت.  مي‌توان مدل هارگريوز را به‌ويژه بعد ازلحاظ ضرايب رگرسيوني به‌عنوان يک  جايگزين مناسب براي مدل فائو-پنمن-مونتيث براي محاسبه ETP ايستگاه مزبور در نظر گرفت. باوجودآنکه مدل رطوبتي ايوانف شاخص‌هاي خطاي RMSE,MAE, MBE  و معيار جاکوويدس بالايي داشت، ولي با داشتن  ضريب همبستگي 963/ 0 و به دنبال آن هم‌خواني بالا با نتايج مدل استاندارد، اين مدل بعد از مدل هارگريوز  با در نظر گرفتن ضرايب رگرسيوني براي تخمين ETP  ايستگاه سينوپتيک ميانه قابل پيشنهاد است.