بخشی از مقاله
*** این مقاله شامل تعدادی فرمول میباشد که در سایت قابل نمایش نیست ***
بررسی و مقایسه تبخیر و تعرق برآورده شده از طشت تبخیر با مقادیر ET0 لایسیمتر در منطقه سیستان
چکیده
تبخیر و تعرق یکی از پارامتر های بسیار مهم در طراحی سیستم های آبیاری و برنامه ریزی برای مدیریت منابع آب می باشد این فاکتور مهم به یکی از روشهای مستقیم (لایسیمتر ) و یا غیر مستقیم ( معادلات تجربی ) بر آورد می شود .
در این تحقیق داده های روزانه تشت تبخیر کلاس A ایستگاه تحقیقات کشاورزی زهک با داده های لایسیمتری مقایسه گردید. بدین منظور با استفاده از معادله های کونیکا ، آلن –پروت ،اشنادیر و اورنگ مقادیر ضریب طشت محاسبه ودر داده های روزانه تبخیر از طشت ضرب شد و مقادیر ET0 هفتگی و ماهیانه بر آورد گردید. آماره های مجذور میانگین مربعات خطا ( ( RMSE ،میانگین قدر مطلق خطا ( ( MAE ، ضریب تعیین ( ( R2 و ضریب هبستگی ( ( r به منظور ارزیابی روشهای بکار برده شده استفاده گردید .نتایج نشان دادند که روش اورنگ در تعیین ضریب طشت برای تبخیر و تعرق هفتگی و ماه هانه با ضریب تعیین به ترتیب برابر 0/844 و 0/886 بهترین روش و روش آلن -پروت برای تبخیرو تعرق هفتگی و روش کونیکا برای تبخیر و تعرق ماهیانه دارای حداقل ضریب تعیین می باشد.همچنین روش اورنگ دارای حداقل خطای مطلق میانگین برابر 2/194 هفتگی و 0/3621 ماهیانه و حداکثر همبستگی برابر0/844 هفتگی و 0/886 با روش لایسیمتری دارد.لذا توصیه می شود جهت بکارگیری روش طشت تبخیر برای تعیین ضریب طشت در این منطقه و مناطق هم اقلیم از روش اورنگ استفاده شود.
واژه های کلیدی: تبخیر و تعرق ،لایسیمتر ،طشت تبخیر،ضریب طشت ،روش اورنگ
مقدمه :
تبخیر و تعرق یکی از مولفه های بسیار مهم در مطالعات بیلان آبی و آبیاری و طراحی سیستم های آبیاری می باشد . و به کمک روشهای مستقیم ( لایسیمتر ) و روشهای غیر مستقیم ( معادلات تجربی ) و یا تبخیر از طشت بر آورد می گردد .
در صورت عدم دسترسی به داده های لایسیمتری استفاده از طشت و معادلات تجربی امری ضروری می باشد لذا یافتن ضریبی مطمئن به عنوان ضریب طشت ( ( Kpan که نماینگر شرایط واقعی منطقه باشد گام اول در تعیین تبخیر و تعرق پتانسیل می باشد محققین زیادی روشهای مختلفی را با هم مورد بررسی قرار داده اند اکبری نودهی (1389) از چهار روش آلن- پرت ، اشنایدر، کونیکا واورنگ برای اندازه گیری ظریب طشت استفاده
کردند . و تبخیر و تعرق بدست آمده را برای ایستگاه سینوپتیک ساری باتبخیر و تعرق لایسیمتر مقایسه نمودند و نشان دادند که محاسبه مقادیر ET0 روزانه و ماهانه در ایستگاه ساری روش اورنگ مناسب میباشد.[1] همچنین امیری و همکاران ( ( 1387 ضریب طشت را با روشهای مختلفی مرود بررسی و مقایسه قرار دادند و بهترین روش را برای تبخیر و تعرق روزانه معادله پرییرا و همکاران (1995) بیان کردند.[2] رحیمی خوب (2009) در یک تحقیقی در نوشهر ضریب طشت را با روشهای مختلفی مورد قیاس قرار داند و رابطه اورنگ را بهترین روش اعلام نمودند.[13] شهابی فر (1389) مقدار ضریب طشت ( Kpan )را برابر 0/4562 و ضریب همبستگی را برای داده های طشت تبخیر و لایسیمتر برابر 0/82 بدست آوردند.[3]
هارمانتو و همکاران (2005)با استفاده از طشت تبخیر کلاس A تبخیر و تعرق درون گلخانه را 56 درصد از میزان اندازه گیری شده برای طشت کلاس A نصب شده در خارج گلخانه بدست آوردند.[ 9] حقیقت جو((1382برای تعیین روش مناسب تبخیر و تعرق پتانسیل در منطقه سیستان از فرمولهای تجربی را مورد بررسی قرار دادند. و برای ارزیابی آنها از لایسیمتر های زه کش دار ایستگاه تحقیقات کشاورزی زهک استفاده کردند. [4]
مواد و روشها :
الف : موقعیت منطقه و مشخصات محل
این آزمایش در سالهای 1388-89 به مدت دو سال زراعی در ایستگاه تحقیقات کشاورزی زهک اجرا بر روی گیاه یونجه به عنوان گیاه مرجع انجام شد . ایستگاه تحقیقات کشاورزی زهک در 20 کیلومتری جنوب شهرستان زابل و شمال شهرستان زهک با عرض جغرافیایی 30/54 و طول جغرافیایی 61/41 و با ارتفاع 483 متر از سطح دریا واقع شده است. که دارای اقلیم کشاورزی بسیار خشک با تابستان بسیار گرم و زمستان ملایم می باشد. مشخصات آب و خاک و هوا ی این ایستگاه در جداول 1،2و3 آورده شده است .
.
ب: ویژگیهای لایسیمترها
گیاه یونجه به عنوان گیاه مرجع در لایسیمتری به مساحت 1/5×2 مترمربع و عمق 2متر کشت گردید لایسیمترها از نوع زه کش دار بدون سطح ایستابی می باشد. همچنین برای ایجاد یک محیط طبیعی در اطراف لایسیمترها در یک شعاع 25 متری نیز گیاه یونجه کشت گردید. فاصله لایسیمتر ها از چاهک های تخلیه زه آب 15 متر می باشد. که با یک لوله پلی کا 15) متری )به هم مرتبط شده اند .برخی از مشخصات فیزیکی و شیمایی مربوط به لایسیمتر ها در جدول (4) مشخص می باشد.
ج: روش های محاسبه:
روش لایسیمتری: ،میزان تبخیر و تعرق پتانسیل گیاه مر جع (یونجه) در نهایت با استفاده از رابطه زیر برای دوره
زمانی معیین مشخص و تعیین می گردد.
(1) ∆M+Et0=I+P -D
که در آن :Iمیزان بارندگی بر حسب میلیمتر :Pمیزان عمق آبیاری بر حسب میلی متر : ∆ m تغییرات رطوبت در طول مدت بیلان بر حسب میلی متر :Dمیزان آب زه کشی شده EToتبخیر وتعرق گیاه مرجع بر حسب میلی متر در طول مدت آبیاری آب ورودی بوسیله کنتور یک اینچ اندازه گیری شد. بعد از آبیاری و تا فاصله زمانی آبیاری بعدی مقدار زهاب با ظرف مدرج برحسب لیتر اندازه گیری شد. سپس با توجه به مساحت لایسیمتر1/5 ×2=3 m2 مقادیر حاصل به عمق معادل تبدیل گردید . تغییرات رطوبت در مدت آبیاری و رسیدن به ظرفیت زراعی از مقادیر قبل از آبیاری کم شده در حجم لایسیمتر ضرب و بر مساحت لایسیمتر تقسیم و در نهایت تغییرات رطوبت بر حسب میلیمتر بدست آمد
روش تشت تبخیر:
گام بعدی استفاده از طشت تبخیر است که در وسط مزرعه قرار دارد. قرائتها روزانه ساعت 6/30 دقیقه ثبت شده است . در صورتیکه مقدار تبخیر از طشت در یک دوره زمانی مشخص (روز یا ماه )برابر EP باشد تبخیر و تعرق گیاه مرجع Et0 در همان دوره برابر می شود: با ، Et0 kp Epan (2)
Kp :ضریب طشت است که وابسته به سرعت باد ، رطوبت هوا و ارتفاع محل از سطح دریاست که به کمک روابط تجربی بدست می آید برای تعیین ضریب طشت از معادلات زیر استفاده شده است.
-1معادله کونیکا([8 ](1989
(3) -2 معادله آلن و پروت [7 ] (1991)، معادله غیر خطی که مانند معادله کونیکا به عوامل هواشناسی فوق بستگی دارد.
-3معادله اشنایدر([14 ](1992 ،معادله ساده تری نسبت به معادلات فوق ارائه نمودند.
-4معادله اورنگ (1998)، [12]
در چهار معادله فوق :Kpan ضریب طشت ،U :سرعت باد (کیلومتر برروز)،RH رطوبت نسبی (درصد) و F :فاصله سبزینگی که در اطراف طشت قرار دارد. (متر) تبخیر روزانه حاصل از طشت در ضرایب بدست آمده از معادلات فوق ضرب شد ودر مقابل تبخیر و تعرق حاصل از لایسیمتر رسم گردید . در این ارزیابی مقادیر ET0 روزانه محاسبه شده از روش های مختلف طشت نسبت به مقادیر ET0 روزانه روش استاندارد( لایسیمتر) با توجه آماره های مجذور میانگین مربعات خطا RMSE ،میانگین قدر مطلق خطا MAE و ضریب تعیین R 2 و ضریب هبستگی ( ( r به منظور ارزیابی روشهای بکار برده شده استفاده گردید.
