ارزیابی و مقایسه میزان برآورد تبخیر و تعرق گیاه گندم با استفاده از الگوریتم سبال و روش پنمن – مانتیث در منطقه چاه نیمه های سیستان و بلوچستان

جغرافیای طبیعی

مقاله 2، دوره 16، شماره 60، مرداد 1402، صفحه 17-37   

نوع مقاله: مقاله مستخرج از پایان نامه

نویسندگان

احمد رئیسی¹؛ غلامعلی مظفری^{* 2}؛ حمیدرضا غفاریان مالمیری³

¹کارشناس ارشد گروه جغرافیا، پردیس علوم انسانی و اجتماعی، دانشگاه یزد، یزد،ایران

²استاد گروه جغرافیا، پردیس علوم انسانی و اجتماعی، دانشگاه یزد، یزد، ایران

³دانشیار گروه جغرافیا، پردیس علوم انسانی و اجتماعی، دانشگاه یزد، یزد، ایران

چکیده

برآوردمیزان آب مصرفی گیاه یا تبخیر و تعرق برای مدیریت و برنامه‌ریزی منابع آب و کشاورزی، توازن هیدرولوژیکی و همچنین تخمین تقریبی عملکرد محصول ضرورت دارد. روش‌های مختلفی برای تعیین تبخیر و تعرق در مقیاس‌های کوچک با استفاده از اندازه‌گیری‌های میدانی مانند لایسیمتر وجود دارد که از دقت بالایی برخوردار هستند، اما در این تحقیق از روش‌های مبتنی بر دورسنجی و استفاده از تصاویر ماهواره‌ای استفاده شده است. بنابراین در این تحقیق از تصاویر ماهواره لندست 8 برای سال‌های 1396 و 1398 استفاده شده و نتایج به دست آمده از روش مبتنی بر سنجش از دور (سبال) با داده‌های اندازه‌گیری شده در ایستگاه هواشناسی زهک به منظور برآورد تبخیر و تعرق با استفاده از روش فائو-پنمن-مانتیث مقایسه شد. با استفاده از شاخص‌های آماری مانند خطای نسبی و ضریب تبیین به بررسی توانایی و عملکرد الگوریتم سبال پرداخته شد. مقایسه نتایج نشان داد تبخیر و تعرق به دست آمده به روش سبال دارای مطابقت قابل قبولی با تبخیر و تعرق برآورد شده از روش پنمن مانتیث است و اختلاف معنی داری بین دو روش محاسبه شده وجود ندارد. بدین صورت که مقادیر شاخص‌های آماری در سال-های 1396 و 1398 برای ضریب تعیین به ترتیب برابر 82/0 و 95/0، برای ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) به ترتیب دارای مقادیر 15/2 و 27/1 و همچنین میانگین خطای مطلق(MAE) به ترتیب دارای مقادیر49/1 و11/1 و در نهایت متوسط خطای اریب(MBE) به ترتیب دارای مقادیر 27/0 و 09/0 می باشد، نتایج حاکی از دقت قابل قبول الگوریتم سبال در برآورد تبخیر و تعرق واقعی می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

تبخیر و تعرق؛ الگوریتم سبال؛ پنمن-مانتیث؛ سنجش از دور

مراجع

1- اکبرزاده مقدم سه قلعه، هادی، حقیقت جو، پرویز، باقری، محمدحسین. (1394): برآورد تبخیر از سطح پیکره­های آبی با الگوریتم SEBAL با استفاده از تکنیک سنجش از دور(مطالعه موردی مخازن آب شیرین چاه نیمه سیستان). نشریه آبیاری و زهکشی ایران. شماره 3، جلد 9، صص521-510.

2- امینی، بازیانی، سمیرا.(1391): برآورد تبخیر تعرق واقعی و پتانسیل در دشت همدان- بهار با استفاده از تکنیک سنجش از دور. پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی. دانشگاه بو علی سینا.

3- امینی بازیانی، سمیرا و اکبری، مهدی و زارع ابیانه، حمید. (1391): برآورد تبخیر تعرق با استفاده از الگوریتم سبال مطالعه موردی: دشت همدان بهار. اولین همایش ملی حفاظت و برنامه­ریزی محیط زیست. دانشگاه آزاد اسلامی واحد همدان. 3 اسفند ماه.

4- اسدی، مهدی، کرمی، مختار (1397): برآورد میزان تبخیر و تعرق در استان فارس با استفاده از شاخص­های تجربی، نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، سال 20، شماره 56، صص 175-159.

5- بیات ورکشی، مریم و معروفی، صفر و زارع ابیانه، حمید و قاسمی، عادل. (1387): ارزیابی روش­های مختلف تبخیر و تعرق گیاه مرجع با استفاده از روش پنمن - مانتیث - فائو 56. دومین همایش ملی مدیریت شبکه­های آبیاری و زهکشی. دانشگاه شهید چمران اهواز، دانشکده مهندسی علوم آب. 1 بهمن ماه.

6- سهیلی فر, زهرا، میرلطیفی, سید مجید, ناصری, عبدعلی, عصاری, مصطفی. (1392): برآورد تبخیر - تعرق واقعی نیشکر با استفاده از داده‌های سنجش از دور در اراضی کشت و صنعت نیشکر میرزا کوچک­خان. دانش آب و خاک. شماره 1. دوره 23. صص 163-151.

7- علیزاده، ا (1391): اصول هیدرولوژی کاربردی. ویرایش ششم، چاپ سی و چهارم، انتشارات دانشگاه امام رضا مشهد.

8- فرامرزی، محمد (1393): تعیین و پهنه­بندی تبخیر و تعرق با استفاده از تکنیک سنجش از دور و الگوریتم سبال، پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشکده علوم انسانی، دانشگاه محقق اردبیلی.

9- قمرنیا، هوشنگ و رضوانی، سیدوحیدالدین و مهدی ابادی، گلاره و غلامیان، سیدمحسن. (1389): محاسبه تبخیر و تعرق گیاه با استفاده از روش سبال در دشت بیلوار کرمانشاه. سومین همایش ملی مدیریت شبکه­های آبیاری و زهکشی، دانشگاه شهید چمران اهواز، دانشکده مهندسی علوم آب. 1 الی 2 اسفند ماه.

10- کریمی، علیرضا.، بهمن. فرهادی بانسوله و همایون، حصادی. (1391): برآورد تبخیر و تعرق واقعی در مقیاس منطقه­ای با استفاده از الگوریتم سبال و تصاویر لندست. مجله آبیاری و زهکشی ایران. 6(4). 364-353.

11- مشتاق، ناهید، جعفری، رضا، سلطانی، سعید، و رمضانی، نفیسه (1394): کاربرد مدل توازن انرژی و دادههای ماهواره لندست سنجنده TM در تخمین تبخیر و تعرق، نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)، سال19، شماره73، صص 217-206.

12- میر یعقوب زاده، میر حسن، سلیمانی، کریم، حبیب نژاد روشن، محمود، شاهدی، کاکا، عباسپور، کریم، و اخوان، سمیرا (1392): تعیین و ارزیابی تبخیر و تعرق واقعی با استفاده از داده­های سنجش از دور؛ مطالعه موردی حوزه آبخیز تمر، گلستان، فصل­نامه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب، سال4، شماره 15، صص102-89.

13- محمدی، حسین، عزیزی، قاسم، خوش اخلاق، فرامرز، و خزایی، مهدی (1395): برآورد میزان تبخیر و تعرق تابستانه گیاه نیشکر در استان خوزستان با استفاده از داده­های اقلیمی، فصل­نامه علمی - پژوهشی اطلاعات جغرافیایی، دوره 25، شماره 99، صص153-141.

14- نوروزی، خیراله. خیرخواه زرکش، میرمسعود. نوروزی، علی اکبر، (1395): بررسی کارآیی تصاویر ماهواره­ای لندست در برآورد تبخیر و تعرق شالیزارهای شهرستان رشت. پنجمین همایش سامانه­های سطوح آبگیر باران. دوره پنجمین.

 

15- Allen, R.G., Tasumi, M., Trezza, R., Waters, R., Bastiaanssen, W. (2002): Sebal (Surface Energy Balance Algorithms For Land). Advance Training And User’s Manual–Idaho Implementation, Version, Aug, 1:97.

16- Bastiaanssen, W. G., Menenti, M., Feddes, R. A., & Holtslag, A. A. M. (1998): A Remote Sensing Surface Energy Balance Algorithm For Land (SEBAL). 1. Formulation. Journal Of Hydrology, 212, 198-212.‏

17- Franks, S. W And Beven, K. (1999): Conditioning A Multiple Patch SVAT Model Using Uncertain Time-Space Estimates Of Latent Heat Flux As Inferred From Remotely Sensed Data. Journa

18- Jackson, R.D.; Reginato, R.J.; Idso, S.B., (1977): Wheat Canopy Temperature: A Practical Tool For Evaluating Water Requirements. Water Resour. Res. 13: 651-656.

19- Li Z.L., Tang R., Wan Z., Bi Y., Zhou C., Tang B., Yan G., Zhang X., (2009): A Review Of Current Methodologies For Regional Evapotranspiration Estimation From Remotely Sensed Data. Sensors. 9:3801-3853; Doi:10.3390/S90503801

20- Mahmoud, S. H., & Alazba, A. A. (2016): Surface Energy Balance Algorithm For Land-Based Consumption Water Use Of Different Land Use-Cover Types In Arid-Semiarid Regions. Water Science And Technology: Water Supply, 16(6), 1497-1513.‏

21- Nema, M. K., Thakur, H. P., Upreti, H., Jain, S. K., Mishra, P. K., Thayyen, R. J., ... & Jain, S. K. (2020): Estimation Of Evapotranspiration In Lesser Himalayas Using Remote Sensing Based Surface Energy Balance Algorithm. Go-Cart International, 1-19.‏

22- Rawat, K.S., Bala, A., Singh, S.K. And Pal, R.K., (2017): Quantification Of Wheat Crop Evapotranspiration And Mapping: A Case Study From Bhiwani District Of Haryana, India. Agricultural Water Management, 187, Pp.200-209.16- Iran Second National Communication To UNFCC, December. 2010. Climate Change Office. Department Of Environment.

23- Singh, K. R., Pawer, P.S(2011): Comparative Study Of Reference Crop Evapotranspiration (Eto) By Different Energy Based Method With FAO56 Penman-Monteith Method At New Delhi, India, International Journal Of Engineering Science And Technology, Vol. 3, No.10, 7861-7868.

24- Teixeira, A.H., Bastiaanssen, W.G. M., Ahmad, M. D And Bos, M. G. (2009): Reviewing SEBAL Input Parameters For Assessing Evapotranspiration And Water Productivity For The Low-Middle Sao Francisco River Basin, Brazil, Part A: Calibration And Validation. Journal Of Agriculture And Forest Meteorology.149: 462-476.

25- Zheng, C., Jia, L., Hu, G., & Lu, J. (2019): Earth Observations-Based Evapotranspiration In Northeastern Thailand. Remote Sensing, 11(2), 138.