بخشی از مقاله
ارزیابی روش های تجربی برآورد تبخیر و تعرق پتانسیل ایستگاه سینوپتیک فسا توسط مدل REF-ET
چکیده:
برآورد تبخیر و تعرق پتانسیل به منظور کاربرد در برنامه ریزی، طراحی و مدیریت طرح های آبیاری و زهکشی و مدیریت منابع آب ضروری می باشد. تبخیر و تعرق شامل تبخیر از سطح زمین و آب و تعرق بوسیله گیاه است و در مناطق خشک و نیمه خشک تحت آبیاری از اهمیت ویژهای برخوردار است. در ایـن تحقیق نه روش برآورد تبخیر و تعرق پتانسیل برای ایستگاه سینوپتیک فسا محاسبه گردید. این روش ها شـامل پـنمن- مونتیـث- فـائو، پـنمن- کیمبرلـی 1996، پنمن 1948، پنمن- فائو 24، تشعشعی فائو 24، بلانی- کریدل فائو، هارگریوز 1985، پریستلی تیلور، ماکینگ 1957 است. بـه دلیـل پـذیرش روش فائو- پنمن- مونتیث توسط بسیاری از محققان و موسسات بینالمللی به عنوان روش استاندارد، این روش در تحقیق حاضر به عنوان مرجـع پذیرفتـه شـد و تبخیر و تعرق مرجع برآورد شده با استفاده از روشهای مختلف تجربی توسط مدل REF-ET تعیین و سپس با یکدیگر مقایسه گردیـد. نتـایج ایـن تحقیـق نشان داد که در ایستگاه سینوپتیک فسا روش پنمن1948، پنمن- فائو 24، هارگریوز 1985، پنمن- کیمبرلی 1996، بلانی کریدل فـائو، تشعشـعی فـائو 24، پریستلی تیلور و ماکینگ 1957 به ترتیب روش های مناسبتری هستند. همچنین ضرایب رگرسیونی و معادله خطی بین هر یک از روشهـا و روش فـائو-پنمن- مونتیث نیز ارائه گردید تا در صورت اندازهگیری تبخیر و تعرق پتانسیل به هر یک از روشهای دیگر بتـوان آن را بـه روش فـائو- پـنمن- مونتیـث تبدیل کرد.
کلید واژگان: تبخیر و تعرق مرجع، روش فائو- پنمن- مونتیث، ایستگاه سینوپتیک فسا، مدل .REF-ET
مقدمه:
تبخیر و تعرق گیاه مرجع همان تبخیر و تعرق پتانسیل برای یک پوشش گیاهی بخصوص است که معمولا چمنs یا یونجه انتخاب میشود. گیـاه مـوردنظر باید بطور یکنواخت و کامل مساحت وسیعی را دربرگرفته و بوته ها سبز و شاداب باشند. ارتفاع چمن 8 تا 15 سانتیمتر و ارتفاع یونجه 20 سانتیمتـر باشـد .(Allen et al., 1983) کاربری گیاه مرجع برای تعیین تبخیر و تعرق پتانسیل این است که تبخیر و تعرق پتانسیل به دلیل متفاوت بودن گیاهان مختلـف از نظر زبری سطح پوشش و ضریب بازتاب انرژی و یا متغیر بودن مکان های مختلف از نظر انرژی دریافتی از خورشـید و گرمـای نهـان و محسوسـی کـه از اطراف می رسد متفاوت است. در صورتی که برای گیاه مرجع چمن شرایط محیطی آن ثابت در نظر گرفته شده است. روش هـای محاسـبه تبخیـر و تعـرق پتانسیل را میتوان در 4 گروه تقسیم کرد که عبارتند از:
-1 روشهای موسوم به آیرودینامیک
-2 روشهای موسوم به توان انرژی
-3 روشهای ترکیبی
-4 روشهای تجربی .(Federer et al., 1996)
در سال 1990 از سوی کمیلیسون بین المللی و زهکشی ICID و سازمان خوار و بار جهانی FAO روش ترکیبی فانو پنمن مونتیث به عنوان تنها روش استاندارد برای محاسبه تبخیر و تعرق گیاه مرجع از روی داده های اقلیمی و هم چنین برای ارزیابی سایر روش ها پیشنهاد شده است . این روش ها شامل معادلات تجربی و یا روش های پیچیده مبتنی بر فرایند های فیزیکی میباشند . روش های ترکیبی تغییرات تبخیر را با شار تابش خالص و خصوصیات انتقال ایرودینامیک یک سطح طبیعی مرتبط مینمایند . allen et al 11998 ) )
تقریبا حدود 50 روش برآورد تبخیر و تعرق وجود دارد. اما این روشها و مدلها، به علت فرضیات مختلف آنها و نیازهای اطلاعـات ورودی یـا بـه علـت اینکه آنها برای مناطق اقلیمی ویژهای توسعه یافتهاند، مقادیر مختلفی را ارائه می دهند .(Grismer et al., 2002) مطالعات گذشته در مقیاسهای چندگانـه پیشنهاد کردند که روشهای مختلف ممکن است بطور مشخص نتایج مختلفی ارائه دهند (علیـزاده و همکـاران، .(1383 بـا توجـه بـه ایـن کـه روشهـای گوناگونی برای این منظور توصیه شده است انتخاب روش مناسب یکی از مشکلات تصمیم گیری در این مورد می باشد. تبخیر و تعرق مرجع (ETO) یـا بـه روش مستقیم (لایسیمتری) اندازه گیری و یا به طور غیر مستقیم (معادلات تجربی) برآورد می شود. تبخیر و تعرق پتانسیل می تواند بطـور مسـتقیم توسـط لیسیمتر اندازه گیری گردد. اما عموما آن توسط معادلات تجربی یا تئوری یا صرفا با بکارگیری ظرف استاندارد تبخیر بـا یـک ضـریب بـرآورد مـی گـردد ( .(Grismer et al., 2002 دقیقترین روش برآورد مقدار تبخیر و تعرق، استفاده از لایسیمتر وزنی است. اما از آنجا که احداث این نوع لایسیمتر هزینه بسـیار زیادی را به همراه دارد و از طرفی آمار این روش معمولاً در اختیار نمی باشد بیشتر از روش های تجربی برای برآورد تبخیر و تعرق و از روش استاندارد برای مقایسه نتایج با آن استفاده می شود .( Allen et al ., 1994)
تحقیقات انجام گرفته در نقاط مختلف جهان مبین این نکته است که دقت مقادیر تبخیر و تعرق برآورد شده با رابطه فـائو- پـنمن- مونتیـث در مقایسـه بـا مقادیر اندازه گیری شده لایسیمتری از دیگر روابط برآورد ETO بهتر می باشد و در شرایطی که داده های لایسیمتری در دسترس نباشد به عنوان یک رابطه استاندارد توصیه شده است . ( Hargreaves, 1994 ) سلامی و همکاران در سال 1389 چهارده روش مختلف برآورد تبخیر و تعرق پتانسـیل را در ایسـتگاه سینوپتیک شیراز ارزیابی کردند. نتایج نشان داد که در ایستگاه شیراز مناسب ترین روش ها در مقایسه با فائو- پـنمن- مونتیـث بترتیـب ASCE بـا ورود مقاومت بوسیله کاربر ،ASCE پنمن- مونتیث، پنمن - کیمبرلی 1996 ، پنمن- کیمبرلی 1972، پریستلی تیلور، هارگریوز 1985، پنمن- کیمبرلی 1982، بلانی- کریدل- فائو، ماکینگ 1957، پنمن 1948، تشعشعی فائو 24 ، پنمن- فائو 17 و پنمن- فائو 24 می باشند.
Amatya et al. در سال 1995 با استفاده از اطلاعات زیاد هواشناسی سه ایستگاه در شمال شرقی کالیفرنیا، شش روش تبخیر و تعرق، یک روش ترکیبی (پنمن- مونتیث)، سه روش تابشی(تشعشعی)(ماکینگ، پریستلی تیلور و تورک)، و دو روش درجه حرارت(تورنت وایت و هارگریوز و سامانی) را مقایسه کردند. آن ها دریافتند که روش تورنت وایت بدترین و روش ماکینگ و پریستلی تیلور بهترین روش در مقایسه با معادلات پنمن- مونتیث که به عنـوان یـک روش استاندارد برای مقایسه قرار می گیرد می باشند. Lu et al. در سال 2005 شش روش تبخیر و تعرق پتانسیل را بـرای 36 حـوزه جنگلـی در جنـوب شـرقی ایالات متحده بررسی کردند. سه روش بر اساس درجه حرارت( تورنت وایت، هامون و سامانی- هارگریوز) و سه روش تابشی( تـورک، ماکینـگ و پریسـتلی تیلور) بود. نتایج نشان داد که مقادیر PET محاسبه شده همبستگی بالائی با یکدیگر دارند(.(R=0/85 -1 تفاوتهای بیشتری میان روشهای بر اساس درجه حرارت نسبت به روش های تابشی ملاحظه گردید. بطور کلـی روش پریسـتلی تیلـور، تـورک و هـامون بهتـر از سـایر روش هـا بـود. Nandagiri and M.Kovoor در سال 2006 روش فائو- پنمن- مونتیث و هفت روش دیگر رایج در هند را در 4 منطقه خشک، نیمه خشک، نیمه مرطوب و مرطوب بررسی کردند و روش فائو پنمن مونتیث را مناسبترین روش در هند معرفی کردند.Jabloun and Sahli در سال 2007 در تونس روش فـائو - پـنمن- مونتیـث و روش هارگریوز را در 8 منطقه مورد بررسی قرار دادند و نتیجه گرفتند که روش فائو- پنمن- مونتیث برای تخمـین میـانگین تبخیـر و تعـرق روزانـه بسـیار مناسب بوده و نتایج بدست آمده از روش هارگریوز در مناطق ساحلی با کاهش براورد همراه است.
