مقاله بررسی روش های مختلف برآورد تشعشع، رطوبت نسبی و باد در محاسبه تبخیر و تعرق مرجع در شرایط کمبود داده با نرم افزار REF-ET و انتخاب مناسب ترین روشها(مطالعه موردی خراسان جنوبی)

word قابل ویرایش
9 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
12700 تومان
127,000 ریال – خرید و دانلود

*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***

بررسی روش های مختلف برآورد تشعشع، رطوبت نسبی و باد در محاسبه تبخیر و تعرق مرجع در شرایط کمبود داده با نرم افزار REF-ET و انتخاب مناسب ترین روشها(مطالعه موردی خراسان جنوبی)
چکیده
تبخیر و تعرق((ET یکی از مهمترین مؤلفه های چرخه آب در طبیعت است و تعیین دقیق آن برای ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت بیلان آبی، آبیاری و برنامه ریزی و مدیریت منابع آب ضروری است. در برخی از ایستگاه ها بدلیل عدم وجود داده های تشعشع، رطوبت نسبی و یا سرعت باد باید این داده ها بطور غیر مستقیم تخمین زده شوند. لذا میبایست روش مد نظر برای تخمین این پارامترها در ایستگاه های هواشناسی ایران بررسی شوند. در همین راستا بدلیل عدم وجود تحقیقی در این خصوص در استان خراسان جنوبی در این تحقیق به بررسی این روابط پرداخته خواهد شد. بر این اساس برای تخمین تشعشع ۳ روش ۶) حالت)، تخمین باد یک روش ۶) حالت)، رطوبت نسبی یک روش و دمای نقطه شبنم از سه روش و با کمک، مدل REF-ET، انجام گردید. بررسی ها بر روی سه ایستگاه بیرجند، فردوس و قائن در خراسان جنوبی، با روشهای آماری فراسنجهای خطایی RMSE, MAE,MBE,t و آزمون معنی داری میانگینهای برآورد در مقایسه با مقادیر واقعی تبخیر و تعرق پنمن مانتیث فائو در سطح ۹۵ درصد، انجام گردیده است. نتایج بدست آمده در خصوص برآورد تشعشع در شرایط کمبود داده، نشان میدهد، در کلیه ایستگاه روشهای k*Ra و با مقدار KRs =O.16 به ترتیب بهترین برآوردها بوده و در سطح ۹۵ درصد معنی داری قابل توصیه میباشد، که با پیشنهاد نرم افزار REF-ET و FAO-56 در مناطق خشک و نیمه خشک، همخوانی دارد. نتایج مربوط به سرعت باد نشان میدهد که کمترین مقادیر فراسنجهای خطایی در هر سه ایستگاه در سرعت باد ۵ متر در ثانیه، بوده. همچنین اهمیت اندازه گیری و انتخاب روشهای مناسب برآورد سرعت باد و تاثیر قابل توجه آن در برآورد تبخیر و تعرق مرجع در نتایج، مشهود می باشد. بر اساس نتایج بدست آمده در خصوص برآورد داده های مفقود دمای نقطه شبنم و یا رطوبت نسبی چنین استنباط میشود که برآورد تبخیر و تعرق مرجع وابستگی و حساسیت قابل ملاحظه ای به برآورد داده های رطوبت نسبی و دمای نقطه شبنم داشته که نیاز به واسنجی روشهای ارائه شده در مدل در مناطق مختلف میباشد.لذا در منطقه خراسان جنوبی بهترین برآورد دمای نقطه شبنم، رابطه Tdew Tmin − k و k=4 بدست آمده و در سطح ۹۵ درصد معنی داری، قابل توصیه میباشد. آنچه از نتایج بدست آمده ضرایب همبستگی،کاملاً مشخص است، تاثیر گذار بودن تمام پارامترهای هواشناسی در برآورد تبخیر و تعرق میباشد، بطوریکه تاثیر تمام پارامترها هواشناسی در برآورد تبخیر و تعرق در سطح ۹۵ درصد معنی دار است.

مقدمه
تنها فاکتورهای تأثیر گذار در ETo پارامترهای اقلیمی می باشد. طی یـک تحقیـق توسـط مشـاورین متخصص در می ۱۹۹۰، روش فائو پنمن مانتیس به عنوان روش استاندارد برای تعریف و محاسـبه تبخیـر و تعرق مرجع پیشنهاد شد (علیزاده، .(۱۳۸۳ با توجه به مصرف حدود ۷۰ درصـد منـابع آب قابـل استحصـال جهان در بخش کشاورزی، و نیز بحران بسیار جدی کمبود منابع آبی خصوصا در کشورهایی چون ایران و نیز بحثهای تغییر اقلیم، تخمینهای قابل اطمینان از تبخیر نعرق و نیاز آبی گیاهان و اصلاح روشهای تعییین آن، از راهکارهای مهم در این خصوص می باشد. در این میان، یکی از مشکلات برآورد تبخیر و تعرق در بسـیاری از مناطق، عدم دسترسی به داده های قابل اطمینان از رطوبت، تابش و سرعت بـاد، مـی باشـد. روش پـنمن مانتیث بعنوان معادله استاندارد برآورد تبخیر و تعرق توسط سازمان FAO معرفی شده است. بنابراین جهت استفاده از این روش نیاز به تخمین داده های مورد نیاز هواشناسی در شرایط کمبود داده، میباشد که در این تحقیق روشهای برآورد تابش، سرعت باد و رطوبت نسبی بـا اسـتفاده از مـدل REF-ET مـورد اسـتفاده و ارزیابی قرار گرفته است. منطقه مورد مطالعه خراسـان جنـوبی بـوده و ایسـتگاه هـای سـینوپ تیک بیرجنـد، فردوس، و قائن میباشد. خراسان جنوبی در اقلیم خشک و نیمه خشک واقع شـده اسـت و میـانگین بـارش سالانه در مرکز آن ۱۷۳ میلیمتر میباشد (محمدیان، .(۱۳۸۲ برای ارزیابی تبخیـر و تعـرقگیـاه مرجـع از دادههای هواشناسی ایستگاه سینوپتیک بیرجند، قائن و فردوس استفادهگردیـد . جـدول ۱ میـانگین روزانـه دادههای مورد استفاده را در طی سالهای مورد بررسی برای کلیه ایستگاهها ۱۸ سال ۱۹۸۷) الی (۲۰۰۵ را نشان میدهد.

بر این اساس در این تحقیق برای محاسبه تبخیر و تعرق گیاه مرجع از نرم افزار REF-ET استفاده شد. لازم به ذکر است در این تحقیق از روش فائو پنمن مانتیث ۵۶ استفاده شده است. دلیل استفاده از مدل REF-ET، محاسبه تبخیر و تعرق با روش فائو پنمن مانتیث ۵۶ بر اساس روشهایی، جهت برآورد داده های گم شده ی تشعشع، باد، رطوبت نسبی و دمای نقطه شبنم میباشد. در نهایت برآوردهای محاسبه شده، با
داده های تبخیر و تعرق واقعی مقایسه و بهترین روشها، توصیه گردیده است.

مواد و روشها
اگر دادههای روشنایی یا تابش موجود نباشد و یا اگر چند پارامترهای اقلیمی در دسترس باشد با هر تابشی می توان محاسبه را انجام داد، در ذیل قواعد محاسبه آورده شده است :
– روش اول (تفاوت دمای حداقل و حداکثر) : اگر تابش خالص (Rn) موجود نباشد، Rs با استفاده از معادله ی ۱ که با تنوع اقلیمی تعدیل و توسط هارگریوز و سامانی پیشنهاد شده، برآورد میگردد:

که Ra تابش برون زمینی
Tmax حداکثر دمای هوا (oC)
Tmin حداقل دمای هوا (oC)،
KRs ضریب اصلاحی اقلیم .
به عبارت دیگر برای برآورد داده های ناقص تشعشع توسط روشهای بالا از نرم افزار REF_ET کمک گرفته شد (شکل .( ۱ همانطور که در شکل زیر نیز مشخص است در روش اول مقدار KRs بین ۰/۱۶ الی ۰/۱۹ تغییر میکند، که در مناطق ساحلی و غیر ساحلی متفاوت میباشد. طبق پیشنهاد مدل و نشریه FAO56 برای مناطق غیر ساحلی، ضریب اصلاحی KRs، ۰/۱۶ در نظر گرفته میشود. بر این اساس در این تحقیق نیز مقدار KRs مقادیر ۰/۱۶، ۰/۱۷، ۰/۱۸ و ۰/۱۹ در نظر گرفته شده است.
– روش دوم : (island ) طبق رابطهRs =0/7 Ra-4 میتوان نسبت به برآورد تشعشع اقدام نمود که برای جزایر پیشنهاد شده است.
روش سوم(:(kR طبق رابطهRs =kR*Ra ، با انتخاب مقـادیر مناسـب بـرای kR، میتـوان تشعشـع را برآورد نمود. شایان ذکر است ضریب kR بر اساس اقلیم و منطقه تعیین و بین ۰/۱ تا ۱ پیشنهاد شده اسـت که در این تحقیق بر اساس نتایج سبزی پرور((۲۰۰۷ مقدار ۰/۲۵ در نظر گرفته شده است.

در خصوص سرعت بادژ در این تحقیق سرعت باد از مقدار ۲ الی ۷ متر در ثانیه بطور یک واحـد یـک واحد افزایش داده شد و نتایج برآورد تبخیر تعرق مورد ارزیابی قرار گرفت. دلیل انتخـاب سـرعت ۷ متـر در ثانیه نیز بدلیل این بوده که اغلب سرعت باد در این مناطق کمتر از ۷ می باشند.

در خصوص رطوبت هواژ در این تحقیق مطابق شکل ۳ با کمک مـدل صقوکقص در صـورت نبـود داده های دمای نقطه شبنم، با توجه به رهنمود موجود در نرم افزار مقدار ثK (مربوط به اقلیمهای مختلف) بـرای مناطق خشک و نیمه خشک ۲ درجه پیشنهاد شده است. لازم به ذکر است که در این تحقیق مقـدار ۲، ۳ و ۴ برای ثK در نظر گرفته شده و نتایج برآورد مورد ارزیابی قرار گرفت.

همانطور که در قبل نیز ذکر شد هدف برآورد تاثیر روش های برآورد مقادیر فوق در مقدار تبخیر و تعرق محاسبه شده توسط پارامترهای برآورد شده فوق است. لذا در ابتدا با ورود داده های ثبـت شـده در ایسـتگاه های مورد بررسی مقدار تبخیر و تعرق توسط روش فائو پنمن مانتیث ۵۶ با استفاده از نرم افـزار REF-ET محاسبه گردید. سپس با ورود داده های برآورد شده تشعشع، سرعت باد، رطوبت نسبی و دمای نقطه شـبنم به جای داده های ثبت شده، اقدام به برآورد تبخیر و تعـرق گردیـد. درایـن تحقیـق بـرای ارزیـابی کـارایی روشهای ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ تشعشع، سرعت باد و رطوبت نسبی از معیار هایجـذر میـانگین مربـع خطـا RMSE 4 ، میانگین خطای گرایشMBE 5 و میانگین خطای مطلقMAE 6 و شاخص ﺗﺮﮐﯿﺒـﯽ جاکویـدز t، اسـتفاده گردید. روابط مربوط به این آمارهها بصورت زیر میباشد (گراسیو و همکاران، :(۲۰۰۸

در نهایت جهت تکمیل نتایج آماری ، مقدار z درآزمون مقایسـه میانگینهـای هـر روش بـا روش مرجـع استخراج و در
سطوح معنی داری ۹۵ درصد مورد بحث قرار گرفته است.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 12700 تومان در 9 صفحه
127,000 ریال – خرید و دانلود
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