Determining the potential evapotranspiration in Isfahan province using GIS zoning and cluster analysis

محورهای موضوعی : Irrigation and Drainage

هاجر طاهری سودجانی ¹ ( )
سید سعید اسلامیان ² ( )
ایمان اسدی ارجتکی ³ ( )

تاریخ دریافت : 1400/02/26 تاریخ پذیرش : 1400/06/31 تاریخ انتشار : 1399/11/13

کلید واژه: evapotranspiration, تحلیل خوشه ای, تبخیر و تعرق, : Cluster analysis, GIS zoning, Ref-ET, پهنه‎بندی,

چکیده مقاله :

Evapotranspiration of plant is one of the most important parameter which is used for estimating consumed water and irrigation planning. Accurate determination of water demand plays an important role in the economic management of water resources, planning and determining capacity of irrigation and drainage networks and simulating plant products. The present study attempted to investigate and optimize Evapotranspiration of reference crop in Isfahan province and provide it in form of GIS zoning as a major tool for water management. In additions, homogenous areas of this province were identified in terms of Evapotranspiration and some equations were presented for computing Evapotranspiration for each homogenous area. Results of computing Evapotranspiration from software Ref-ET and results of GIS zoning evapotranspiration have shown that there is a good correlation between Evapotranspiration computed by software GIS Evapotranspiration computed by software Ref-ET (R2=0.86%). In Isfahan, 3 homogenous areas were identified by the using cluster analysis method and given equations for homogenous area estimate amount of evapotranspiration with a high correlation

چکیده انگلیسی:

تبخیر و تعرق یکی از مهم‎ترین پارامتر­هایی است که جهت برآورد آب مصرفی گیاه و برنامه­ریزی آبیاری مورد استفاده قرار می‎گیرد. تعیین دقیق نیاز آبی در مدیریت اقتصادی منابع آب و طراحی و تعیین ظرفیت شبکه­های آبیاری و زهکشی، شبیه­سازی تولید گیاهی نقش مهمی دارد. پژوهش حاضر سعی در ارزیابی و پهنه­بندی تبخیر و تعرق مرجع در استان اصفهان و ارائه آن در قالب نقشه­های پهنه‎بندی به عنوان ابزار اساسی برای مدیریت آب دارد. همچنین مناطق همگن در این استان از لحاظ تبخیر و تعرق شناسایی و معادلات محاسبه تبخیر و تعرق برای هر منطقه همگن ارائه شد. نتایج محاسبه نتایج تبخیر و تعرق بدست آمده از نرم‎افزار Ref-ET با نتایج بدست آمده از پهنه‎بندی تبخیر و تعرق نشان داده که بین تبخیر و تعرق محاسبه شده با نرم‎افزار GIS و تبخیر و تعرق بدست آمده از نرم‎افزار Ref-ET هم­بستگی خوبی (86/0R2=) وجود دارد. برای استان اصفهان با استفاده از روش تحلیل خوشه­ای سه منطقه همگن تشخیص داده شد و معادلات ارائه شده برای مناطق همگن با هم­بستگی بالایی میزان تبخیر و تعرق را برآورد می­کنند.

منابع و مأخذ:

احمدنژاد، ع.، ملائی، ر. و موسوی، س. ف. (1390). حساسیت تبخیر و تعرق مرجع برآورد شده به روش فائو پنمن-مانتیث به متغییر­های اقلیمی (مطالعه موردی: ایستگاه­های اصفهان و شهرکرد). پنجمین کنفرانس سراسری آب‎خیزداری و مدیریت منابع آب و خاک، 11-10 اسفند 1390، کرمان، ایران.

حسنی‎پاک، ع. ا. (1392). زمین آمار. انتشارات دانشگاه تهران، تهران، 328ص.

زارع‎ابیانه، ح.، بیات‎ورکشی، م.، سبزی‎پرور، ع. ا.، معروفی، ص. و قاسمی، ع. (1389). ارزیابی روش­های مختلف برآورد تبخیر و تعرق گیاه مرجع و پهنه‎بندی آن در ایران. پژوهش­های جغرافیای طبیعی، دوره 42، شماره 74، ص 109-95.

کریمی‎جعفری، م. و اسلامیان، س. (1390). ارزیابی روش­های زمین آمار در تخمین تبخیر و تعرق پتانسیل در استان کرمان. نخستین کنفرانس ملی هواشناسی و مدیریت آب کشاورزی. پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، 2-1 آذر1390، تهران، ایران.

ملکی­نژاد، ح.، پورمحمدی، س.، پورشرعیاتی، ر. و محمدی، س. (1393). سنجش حساسیت تبخیر و تعرق نسبت به عوامل اقلیمی با استفاده از تکنیک­های هوش محاسباتی و روش­های آماری چند متغیره. نشریه پژوهش آب در کشاورزی، دوره 28، شماره 1، ص 151-137.

نجفی، م.، عظیمی، و. و شایان­نژاد، م. (1393). ارزیابی دقت روش­های هوشمند و آنالیز حساسیت تبخیر و تعرق گیاه مرجع به پارامتر­های هواشناسی در دو اقلیم مختلف. اکوهیدرولوژی، دوره 1، شماره 1، ص 24-17.

Abedi-Koupai, J., Amiri M. J. and Eslamian, S. S. (2009). Comparison of Artificial Neural Network and Physically Based Models for Estimating of Reference Evapotranspiration in Greenhouse. Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 3 (3), pp: 2528-2535.

Allen, R. G. (1986). A penman for all season. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, ASCE, 112 (4), pp: 348-368.

Allen, R. G., Perrier, L. S., Raes, D. and Smith, M. (1998). Crop evapotranspriation: Guidelines for computing crop water requirement. FAO Irrigation and Drainage Paper 56. United Nations FAO, Rome.

Awal, R., Habibi, H., Fares, A., and Deb, S. (2020). Estimating reference crop evapotranspiration under limited climate data in West Texas. Journal of Hydrology: Regional Studies, 28, 100677.‏

Dinpashoh, Y., Jhajharia, D., FakheriFard A., Singh, V. P. and Kahya, E. (2011). Trends in reference crop evapotranspiration over Iran. Journal of Hydrology, 399 (3-4), pp: 422–433.

Eslamian, S. S., Gohari, S. A., Zareian, M. A. and Firoozfar, A. (2012). Estimating Penman–Monteith Reference Evapotranspiration Using Artificial Neural Networks and Genetic Algorithm: A Case Study. Arabian Journal for Science and Engineering, 37, pp: 935–944.

Fontenot, R. L. (2004). An evaluation of reference evapotranspiration models in Louisiana. Thesis, Louisiana state university and A&M College, 83p.

Gong, L., Chong, X., Chen, D., Halldian, S. and Chen, Y. D. (2006). Sensitivity of the Penman–Monteith reference evapotranspiration to key climatic variables in the Changjiang (Yangtze River) basin. Journal of Hydrology, 329 (3-4), pp: 620-629.

Jensen, M. E., Burman, R. D. and Allen, R. G. (1990). Evapotranspiration and irrigation water requirements. ASCE Manual and Report on Engineering Practice.  New York.

Mardikis, M. G. Kalivas, D. P. and Kollias, V. J. (2005). Comparison of Interpolation Methods for the Prediction of Reference Evapotranspiration-An Application in Greece. Water Resource Management, 19, pp: 251–278.

Nouri, M. and Homaee, M. (2018). On modeling reference crop evapotranspiration under lack of reliable data over Iran. Journal of Hydrology, 566, pp: 705-718.

Ramírez-Cuesta, J.  M., Cruz-Blanco, M., Santos, C. and Lorite, I. J. (2017). Assessing reference evapotranspiration at regional scale based on remote sensing, weather forecast and GIS tools. International journal of applied earth observation and geoinformation, 55, pp: 32-42.‏

Sawada, H., Araki, M., Chappell, N. A., LaFrankie, J. V. and Shimizu, A. (2007). Forest Environments in the Mekong River Basin, New York, Springer.

Vanella, D., Intrigliolo, D.  S., Consoli, S., Longo-Minnolo, G., Lizzio, G., Dumitrache, R. C. and Ramírez-Cuesta, J. M. (2020). Comparing the use of past and forecast weather data for estimating reference evapotranspiration. Agricultural and Forest Meteorology, 295, pp: 108196.‏