بررسی عملکرد مدل های تجربی تخمین نیاز آبی گیاه مرجع در شهرستان میانه

زمینه و هدف: تبخیر و تعرق یکی از عوامل بسیار مهم چرخه هیدرولوژیکی بوده و تخمین آن برای طیف وسیعی از تحقیقات ازجمله بیلان آبی، طراحی و مدیریت سامانه های آبیاری، شبیه سازی و مدل بندی، برنامه ریزی منابع آب ضروری است. مدلی باید انتخاب شود که بتواند با توجه به شرایط منطقه و استفاده حداقل از داده های اقلیمی، تبخیر و تعرق را دقیق برآورد کند. هدف از این تحقیق، بررسی کارایی مدل های مختلف برآورد تبخیر-تعرق گیاه مرجع با در نظر گرفتن مدل فائو-پنمن-مونتیث به عنوان مدل مبنا و درنتیجه تعیین مناسب ترین مدل جایگزین با لحاظ به کارگیری کمترین داده در ایستگاه سینوپتیک شهرستان میانه بود.

روش پژوهش: محل موردمطالعه ایستگاه سینوپتیک میانه بود. این ایستگاه در شهرستان میانه واقع شده است. شهرستان میانه، در گوشه جنوب شرقی استان آذربایجان شرقی قرارگرفته است. برای انجام این پژوهش و برآورد میزان تبخیر و تعرق گیاه مرجع از پارامترهای هواشناسی متعددی از قبیل سرعت باد، متوسط درصد ساعات آفتابی، دمای متوسط ماهانه، دمای حداکثر ماهانه، دمای حداقل ماهانه، رطوبت نسبی حداکثر ماهانه، رطوبت نسبی متوسط ماهانه، رطوبت نسبی حداقل ماهانه، فشار هوا، تشعشع برون زمینی ایستگاه سینوپتیک میانه استفاده به عمل آمد. جهت محاسبه تبخیر و تعرق گیاه مرجع از زبان برنامه نویسی ویژوال بیسیک استفاده شد. برای ارزیابی مدل های محاسبه تبخیر و تعرق گیاه مرجع چهار دسته مدل های ترکیبی (پنمن-رایت، آلن-پنمن-پروت)، تابشی (دورنبوس-پروت و جنسن هیز)، دمایی (لیناکر و هارگریوز) و مدل رطوبتی ایوانف در نظر گرفته شدند. مدل فائو-پنمن-مونتیث به عنوان مدل استاندارد برای ارزیابی عملکرد سایر مدل ها در نظر گرفته شد. بررسی کارایی مدل ها تحت پنج شاخص آماری جذر میانگین مربعات خطا، میانگین خطای متوسط، میانگین خطای مطلق، ضریب تبیین و معیار جاکوویدس انجام گردید.

یافته ها: نتایج نشان داد در بین دسته مدل های ترکیبی ضریب تبیین مدل آلن-پنمن-پروت با مقدار ۸۵۹/۰ دارای همخوانی نسبتا خوبی در مقایسه با مدل پنمن-رایت بود. مقایسه ETP حاصل از مدل آلن-پنمن-پروت و مدل مبنا نشان داد که اکثر نقاط حاصله بالای خط y=x واقع شدند که نشان از کم برآوردی این مدل نسبت به مدل مبنا می باشد. در مدل پنمن- رایت کم برآوردی نسبت به مدل مبنا در اکثر موارد با شدت کمتری مشهود بود. در دسته مدل های تابشی ETP های برآوردی مدل جنسن-هیز از آوریل تا اوت مقادیر بالایی نسبت به مدل استاندارد داشتند. پراکندگی نقاط در نمودار مربوط به مدل دورنبوس –پروت نسبت به مدل جنسن-هیز بیشتر بوده که باعث کم بودن ضریب تبیین این مدل نسبت به مدل جنسن-هیز شده است. مدل های دمایی کمترین مقادیر متوسط شاخص های آماری خطای RMSE,MAE را دارا بوده و بیشترین ضریب تبیین در بین گروه های بکار رفته مربوط به این مدل ها بود. تطابق ETP های به دست آمده از مدل های هارگریوز و ایوانف بعد از اعمال ضرایب رگرسیونی با نتایج حاصل از مدل استاندارد از سایر مدل ها بیشتر بود.

نتایج: پس از اعمال ضرایب رگرسیونی در کلیه مدل ها مقادیر شاخص های خطا به طور قابل ملاحظه ای کاهش یافتند که نشان از تاثیر مثبت آن در بهبود و افزایش کارایی و عملکرد مدل ها دارد. مدل هارگریوز با ضریب همبستگی معادل ۹۶۵/۰ و معیار R/t برابر ۱۶/۰ بالاترین مقدار را در بین تمامی مدل ها، بهترین همخوانی و تطابق را با مدل مبنا داشت. می توان مدل هارگریوز را به ویژه بعد ازلحاظ ضرایب رگرسیونی به عنوان یک جایگزین مناسب برای مدل فائو-پنمن-مونتیث برای محاسبه ETP ایستگاه مزبور در نظر گرفت. باوجودآنکه مدل رطوبتی ایوانف شاخص های خطای RMSE,MAE, MBE و معیار جاکوویدس بالایی داشت، ولی با داشتن ضریب همبستگی ۹۶۳/ ۰ و به دنبال آن هم خوانی بالا با نتایج مدل استاندارد، این مدل بعد از مدل هارگریوز با در نظر گرفتن ضرایب رگرسیونی برای تخمین ETP ایستگاه سینوپتیک میانه قابل پیشنهاد است.

کلیدواژه ها:

تبخیر و تعرق ، ضرایب رگرسیون ، مدل های تجربی