مقاله برآورد تبخیر و تعرق گیاه مرجع به روش استاندارد، در شرایط کمبود داده با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی (مطالعه موردی: خراسان رضوی- تربت حیدریه)

word قابل ویرایش
7 صفحه
8700 تومان

**** این مقاله شامل تعداد زیادی مقاله میباشد که در سایت قابل نمایش نیست ****

برآورد تبخیر و تعرق گیاه مرجع به روش استاندارد، در شرایط کمبود داده با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی (مطالعه موردی: خراسان رضوی- تربت حیدریه)
چکیده:
گسترش روز افزون جمعیت جهانی و کاهش منابع آبی و از طرفی مصرف بیش از ۹۰ درصد آب در بخش کشاورزی، نیاز بـه نگرشـی بهتر را در مصرف آب این بخش می طلبد. یکی از مهمترین عناصر در محاسبات نیاز آبی گیاه، تخمین تبخیر و تعـرق گیـاه مرجـع اسـت. امروزه روشهای فراوانی جهت محاسبه تبخیر و تعرق گیاه مرجع وجود دارد، ولی روش فائو-پنمن-مانتیـث از طـرف فـائو بـه عنـوان روش استاندارد توصیه شده است، که متاسفانه این روش نیاز به داده های دقیق، زیاد و محاسبات پیچیده ای دارد کـه اسـتفاده از آن را دشـوار ساخته است. در این مقاله ابتدا داده های آماری ۵۰ سال (۲۰۰۹-۱۹۶۰ ) منطقه تربت حیدریه جمـع آوری شـد، سـپس تبخیـر و تعـرق بروش فائو-پنمن-مانتیث در این مدت محاسبه گردید، سپس با استفاده از ANN شبکه ای بین دمای حداکثر- حـداقل (کمبـود داده) و تبخیر و تعرق فائو-پنمن-مانتیث بدست آمد، پس از آن با استفاده از شبکه ایجاد شده و آمار دمایی ۳۰ سال اخیر (۲۰۰۹ – ۱۹۸۰)، تبخیر و تعرق بروش فائو-پنمن -مانتیث استخراج گردید، مقایسه نتایج حاصله از شبکه عصبی مصنوعی و محاسبه تبخیر و تعرق بـا روابـط ارائـه شده توسط فائو، حکایت از همبستگی بالایی در حدود ۸۷ درصد را دارد.
واژههای کلیدی: تبخیر وتعرق، فائو-پنمن-مانتیث، شبکه عصبی مصنوعی و تربت حیدریه.

.۱ مقدمه
افزایش روزافزون جمعیت جهانی و کاهش منابع آبی از مهمترین چالشهای پیش روی بشر امروز است. تاثیر بیشتر کمبـود آب متوجه کشاورزیست وقتی بدانیم که مصرف آب کشاورزی در دنیـا از ۸۰۰ میلیـارد مترمکعـب در سـال ۱۹۴۰ بـه حـدود ۲۵۰۰ میلیارد مترمکعب در سال ۲۰۰۰ رسیده است. این افزایش برای شرایط ایران نیز وجود داشته ومصرف آب کشاورزی از ۴۴ میلیارد مترمکعب در سال ۱۳۴۰ به ۸۰ میلیارد مترمکعب در سال ۱۳۸۰ رسیده که افزایشی حدود دو برابـردر طـول ۴۰ سال را نشان میدهد. پیش بینی میشود که ایران تا سال۲۰۵۰ با کاهش بارندگی به میزان ۲۰ تا۲۵ درصـد و افـزایش تبخیـر و تعرق پتانسیل ۱۰ تا ۱۵ درصدی روبرو شود .[۱]
پیش بینی از موضوعات بسیار با اهمیت و مورد توجه محققان در ایجاد تصمیمات لازم برای برنامـه ریـزی مناسـب اسـت. برای این منظور میتوان از مدلهای در دسترس و روشهای آماری استفاده کرد. تحقیقات صورت گرفته در زمینه پـیش بینـی بـا روش های آماری، سودمندی این روشها را به اثبات رسانده است.[۲] در بکارگیری روشهای آماری میتـوان بـا هزینـه کمتـر، از اطلاعات موجود و قابل دسترس استفاده کرد. در گروه روشهای آمـاری میتـوان بـه شـبکه هـای عصـبی مصـنوعی (ANNs )، سیستم استنتاج تطبیقی عصبی-فازی (ANFIS)، مدلهای خطـی و غیـر خطـی اشـاره داشـت. در سـالهای اخیـر اسـتفاده از مدلهای هوشمند عصبی در تحلیل تبخیرتعرق با ماهیت غیر خطی به منظور مدیریت و برنامه ریـزی منـابع آب مـد نظـر قـرار گرفته است.[۳] بیشتر مطالعات انجام شـده در زمینـه بـرآورد تبخیـر تعـرق گیـاه مرجـع بـا مـدلهای هوشـمند، از ۶ پـارامتر هواشناسی: دمای حداقل و حداکثر، رطوبت نسبی حداقل و حداکثر، سرعت بـاد و سـاعات آفتـابی اسـتفاده شـده اسـت. . [۶]
هرچند انتخاب پارامترهای بیشتر، در راستای افزایش دقت برآوردها بوده، اما ذکر این نکته ضروری است که دسترسی به کلیـه پارامترها در همه مناطق امکان پذیر نیست. [۷ ] از جمله این موارد میتوان به تعیین پارامترهای موثر بر تبخیر تعرق مرجـع بـا استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی در مطالعات سودر و همکاران، زانتی و همکـاران و رحیمـی خـوب اشـاره کـرد ۸] ، ۹ و . [۱۰
.۲ مواد و روش
داده های هواشناسی ایستگاه سینوپتیک تربت حیدریه به صورت روزانه شامل: دمـای حـداکثر و حـداقل، رطوبـت نسـبی حداقل و حداکثر، سرعت باد و ساعات آفتابی در دوره آماری ۱۹۶۰ تـا ۲۰۰۹ از سـازمان هواشناسـی اسـتان خراسـان رضـوی دریافت شد و مورد آزمون همگنی ران تست (Run Test) قرار گرفت.[۱۱]
روشهای متعددی جهت محاسبه تبخیر-تعرق گیاه مرجع ارائه شده است، که پرکاربردترین آنها معادله فائو-پنمن-مانتیث (پیشنهاد شده در نشریه فائو (۵۶ میباشد:[۴]
معادله فائو-پنمن-مانتیث :(FPM)
در این روش گیاه مرجع یک پوشش چمن فرضی است که ارتفاع آن ۱۲ سانتیمتر و ضریب آلبیدو در آن ۲۳ درصد است. معادله فائو-پنمن- مانتیث بصورت زیر بیان شده است :

که در آن:
ETo تبخیر و تعرق گیاه مرجع((mm/day، Rn تابش خالص در سطح پوشش گیاهی (MJm-2d-1)، T متوسط دمای هوا در ارتفاع ۲ متری از سطح زمین( (۰C، U2 سرعت باد در ارتفاع ۲ متری از سطح زمین (ms-1)، ea-ed کمبود فشار بخار در ارتفاع ۲ متری((KPa، شیب منحنی فشار بخار((KPa 0C-1، γ ضریب رطوبتی (KPa 0C-1)، G شار گرما به داخل خاک((MJm-2d-1 می باشد.
برای بدست آوردن اجزای معادله به ترتیب زیر عمل میشود:
– تعیین گرمای نهان تبخیرλ

که در آن λ برحسب (MJ Kg-1) و T دمای هوا برحسب درجه سانتیگراد است.
– تعیین شیب منحنی فشار بخار( ):

که در آن برحسب (KPa 0C-1) و T متوسط دمای هوا برحسب درجه سانتیگراد است.
– تعیین ضریب رطوبتیγ

که در آن γ برحسب (KPa 0C-1) ، P فشار هوا (KPa) است که مقدار آن درصورتی که ارتفاع محل از سطح دریا مشخص باشد از معادله زیر بدست می آید:

که Z ارتفاع محل از سطح دریا برحسب متر است.

– تعیین فشار بخار اشباع(:(ea

که در آن ea برحسب KPa و T دمای هوا((۰C است.
– تعیین فشار بخار واقعی :(ed) فشار بخار اشباع در نقطه شبنم به عنوان فشار بخار واقعی یا فشار بخار روزانه تعریف شده و چنانچه دمای نقطه شبنم در اختیار باشد رابطه زیر بهترین برآورد را خواهد داشت:

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
wordقابل ویرایش - قیمت 8700 تومان در 7 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد