بخشی از مقاله
چکیده
مدل SIMETAW به طور خاص برای تخمین تبخیر تعرق آب کاربردی و برنامه ریزی آبیاری نوشته شده است هر چند که برنامه کاربرد های دیگری نیز دارد. بخش شبیه ساز این مدل قادر است تنها با وارد کردن متوسط ماهانه دراز مدت متغیرهای هواشناسی، ریز مقیاس نمایی زمانی انجام داده و مقادیر روزانه تولید کند. شبیه سازی اطلاعات هواشناسی روزانه در جایی که تنها میانگین های ماهانه وجود دارد، یک ابزار خوب برای پر کردن داده های گمشده است.
این مدل تاکنون در کشورهایی مثل آمریکا ، چین و مصر ارزیابی شده است. در ایران نیز کارایی این مدل در زمینه شبیه سازی داده های هواشناسی و تبخیر تعرق پتانسیل در اقلیم های خشک و نیمه خشک ارزیابی شده که بیانگر دقت خوب مدل در شبیه سازی داده های اولیه ی لازم برای محاسبه ی تبخیر تعرق و توانایی و دقت بالا در شبیه سازی طولانی مدت تبخیر تعرق است. در این مقاله نحوه ی اجرا ی برنامه برای محاسبه ی تبخیر تعرق پتانسیل و تبخیر تعرق محصول و آب کاربردی بررسی شده است.
مقدمه و هدف
در ایران متوسط بارندگی روی پهنه کشور حدود 250 میلی متر در سال می باشد که به دلیل موقعیت آب و هوایی 72 درصد آن پس از ریزش، تبخیر و مجددا وارد اتمسفر می شود
بخش کشاورزی حدود 94 درصد کل آب مصرفی را به خود اختصاص می دهد که بیشتر تبخیر و تعرق در آن اتفاق می افتد
برآورد تبخیر و تعرق پتانسیل برای مطالعاتی نظیر بیلان آبی، مدیریت و طراحی سیستمهای آبیاری و مدیریت منابع آبی و طبیعی، مورد نیاز می باشد
مدل های مختلفی برای برآورد تبخیر و تعرق ارائه شده که تفاوت عمده ی آنها در تعداد پارامتر های هواشناسی مورد نیاز می باشد. این مدل ها از معادله های ساده و تجربی مانند تورنت وایت و بلانی کریدل که تنها به پارامتر دمای هوا نیاز دارند تا معادله های پیچیده تر مانند پنمن-مانتیث فائو 156 که علاوه بر دمای هوا به تابش خورشیدی، سرعت باد و رطوبت نسبی نیازمند می باشند، متغیر هستند. این معادلات برای استفاده در شرایط اقلیمی مختلف، نیاز به واسنجی و ارزیابی دارند که این امر از طریق تحلیل حساسیت این مدل ها به پارامتر های هواشناسی امکان پذیر است
یکی از مدل های ارائه شده در زمینه تولید و پیش بینی داده های هواشناسی و تبخیر تعرق پتانسیل، مدلSIMETAW1 می باشد. مدل SIMETAW نسخه ی یک با همکاری دانشگاه دیویس کالیفرنیا و بخش منابع آب ایالت کالیفرنیا در سال 2005 توسعه یافته است. این برنامه با هدف کمک به برنامه ریزان بخش آب برای تخمین دقیق میزان آب مورد نیاز گیاه در یک منطقه دارای حداقل داده، طراحی و تهیه شده است.SIMETAW به طور خاص برای تخمین تبخیر تعرق آب کاربردی و برنامه ریزی آبیاری نوشته شده است، اگر چه برنامه کاربرد های اضافی بسیاری دارد
تئوری و پیشینه تحقیق
لی و همکاران - 2009 - 2 در شمال غرب لیائونینگ3 به آزمون و کاربرد مقدماتی مدل SIMETAW پرداختند. نتایج حاصله نشان داد که مدل عملکرد خوبی در شبیه سازی تبخیر تعرق محصولات اصلی - ذرت، سویا و ارزن - در شمال غرب لیائونینگ دارد و تبخیر تعرق کل شبیه سازی شده بسیار نزدیک به داده های اندازه گیری مزرعه ای بوده و خطای نسبی بین مقایسه کمتر از 10 درصد می باشد
نوئمی - 2013 - 4 به ارزیابی نیاز آبی با استفاده از مدل SIMETAW پرداخت و از این مدل برای تعیین میزان نیاز آبیاری واقعی و آینده برای برخی از محصولات مهم اقتصادی منطقه ساردینا استفاده کرد، نتایج نشان داد که مدل، اطلاعات دقیقی در مورد نیاز آبی بوسیله ی تبخیر تعرق ناحیه ای تهیه می کند؛ همچنین استفاده از این مدل می تواند یک راه پایدار برای صرفه جویی در آب و بهبود مدیریت آبیاری و بهره وری آب باشد
ابراهیم پور و همکاران - 2013 - به ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر تبخیر تعرق مرجع و شبیه سازی داده های روزانه هوا با استفاده از مدل SIMETAWپرداختند. این مطالعه در چهار ایستگاه در ایران - بوشهر، تبریز، زاهدان و مشهد - انجام شد و نتایج نشان داد که بجز سرعت باد روزانه، مدل به طور دقیق متغیر های دمای روزانه و بارش ماهانه را تولید می کند
مواد و روشها
مدل SIMETAW در ویندوز های، 98 ، NT4.0 ، 2000 و XP قابل اجرا می باشد. فایل نصب برنامه و راهنمای آن در سایت گروه منابع آب کالیفرنیا با آدرس اینترنتی http://www.water.ca.gov/landwateruse/models.cfm قابل دسترسی است. در حال حاضر فقط نسخه ی یک این مدل در دسترس است و نسخه ی دو در حال بررسی و توسعه می باشد. صفحه ی اصلی برنامه در شکل - 1 - نشان داده شده است.
شکل - : - 1 صفحه ی اصلی برنامه
نحوه اجرای مدل:
الف - ورود داده ها : SIMETAW می تواند با داده های واقعی روزانه و یا با داده های روزانه ی تولید شده بوسیله ی بخش مولد داده درون برنامه - با استفاده از داده های ماهانه - اجرا شود .[1] در این مقاله از داده های واقعی روزانه استفاده شده است. در ادامه نحوه ی وارد کردن داده های روزانه برای محاسبه ی تبخیر تعرق مرجع و تبخیر تعرق محصول و آب کاربردی توضیح داده می شود. برنامه شامل هشت منو می باشد که هر کدام شامل زیر منو هایی هستند. بیشتر زیر منو ها در پایین نوار منوهای اصلی برنامه هم در دسترس هستند. ورودی های برنامه باید به صورت فایل آماده شوند.
برای شروع ابتدا به منظور ساختن فایل داده های آب و هوا باید از منوی Create Data Files زیر عنوان Weather Data Files را انتخاب نمود. به طور مشابه می توان با استفاده از گزینه ی دردسترس Create input Files به این بخش راه یافت. با ورود به این قسمت پنجره یentry data file نمایش داده می شود که در قسمت اول آن از کاربر خواسته شده است که یک پسوند ورودی برای فایل داده ها انتخاب کند.
در SIMETAW ، 10 پسوند ورودی وجود دارد وکاربر باید بر اساس نوع داده های هواشناسی ورودی - بر اساس اینکه کدام پارامتر های هواشناسی را در اختیار دارد و اینکه داده های در اختیار روزانه هستند یا ماهانه - یک پسوند را انتخاب میکند. انواع پسوند های ورودی در جدول - 1 - ارائه شده اند. داده های ورودی پسوندهای day و dmn و همچنین dtm و rtm یکسان هستند.
تفاوت آن ها در این است که پسوند های day و rtm تبخیر تعرق را فقط برای همان دوره ای که داده های هواشناسی آن به مدل داده شده است محاسبه می کنند ولی پسوند های dmn و dtm برای سال های آینده نیز می توانند تبخیر تعرق را شبیه سازی کنند. توجه شود که داده ها باید با واحدهای درست آماده شوند: تابش خورشیدی - - MJ، دمای حداکثر - œC - ، دمای حداقل - - œC، دمای نقطه ی شبنم - - œC، سرعت باد - - ، بارندگی - - mm، تبخیر از تشت - - mmو تبخیر تعرق پتانسیل - .[5] - mm
اگر فقط داده های دما در دسترس باشند، SIMETAW تبخیر تعرق پتانسیل روزانه را با استفاده از معادله ی هارگریوز-سامانی محاسبه می کند .[10] هنگامی که در قسمت اول پنجره ی data file entry، پسوند ورودی مورد نظر را انتخاب کنید در زیر آن نوع داده های ورودی مورد نیاز آن پسوند و خروجی مدل تحت آن پسوند نوشته می شود، این قسمت نیز می تواند شما را در انتخاب پسوند درست راهنمایی کند. در این مقاله پسوند"".day انتخاب شده است.
