برآورد مکانی و پهنه‌بندی تبخیر و تعرق مرجع با استفاده از روش‌های زمین آمار و تیسن (مطالعه موردی: استان همدان)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه تولیدات گیاهی و گیاهان دارویی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربت حییدریه

2 گروه مهندسی آبیاری و زهکشی پردیس ابوریحان دانشگاه تهران

3 ، گروه تولیدات گیاهی، دانشکده کشاورزی و پژوهشکده زعفران دانشگاه تربت حیدریه، تربت حیدریه، ایران

چکیده

برآورد دقیق تبخیر و تعرق مرجع، نقشی مهم در مدیریت و مطالعات منابع آب دارد. روش­های نقطه­ای متعددی جهت محاسبه تبخیر و تعرق مرجع وجود دارد، روش‏های درون­یابی تیسن و زمین‏آمار، از جمله روش‏هایی هستند که امکان برآورد تبخیر و تعرق را در مقیاس منطقه‏ای فراهم می‏سازند. در این روش­ها برای برآورد و تعمیم متغیر، علاوه بر مقدار آن در ایستگاه محل اندازه‏گیری، رابطه آن با مقدار و موقعیت متغیر در سایر ایستگاه‏ها نیز در نظر گرفته می‏شود. در این تحقیق، از آمار 16 ایستگاه هواشناسی سینوپتیک و کلیماتولوژی موجود در سطح استان همدان استفاده و تبخیر و تعرق مرجع ماهانه و سالانه کلیه ایستگاه‏ها توسط دو روش پنمن­مانتیس و تورنت­وایت تعیین گردید. نتایج نشان داد که در روش کوکریجینگ، بهترین متغیر کمکی، ارتفاع ایستگاه می­باشد. تحلیل داده­ها، نشان از وجود غیرهمگنی ژئومتریک داشت. بهترین مدل واریوگرام در روش­ کریجینگ مدل­ نمایی به­دست آمد. بیشترین خطای روش تیسن مربوط به مناطق شمال­غربی و جنوبی استان همدان با دامنه تغییر 5/0 درصد تا 16 درصد بود. دامنه تغییرات خطای روش کریجینگ بین صفر تا 12 درصد متغیر بوده و بین مناطق شمال­غربی و جنوب­غربی منطقه مورد مطالعه توزیع گردید. نتایج نشان داد روش کریجینگ در مقیاس ماهانه و روش فاصله وزنی معکوس در مقیاس سالانه نتایج مطلوب‏تری ارائه می­دهند. بنابراین طبق بررسی‏ها و همچنین لزوم بومی­سازی نقطه­ای مقادیر تبخیر و تعرقمرجع، در مقیاس ماهانه، روش­های زمین­آمار و در مقیاس سالانه (با توجه به سهولت کاربرد )، با در نظر گرفتن دقت مورد نیاز، استفاده از روش تیسن ارجحیت دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Spatial Estimation and Zoning of Reference Evapotranspiration Using the Geostatistics and Thiessen Method (Case study: Hamadan

نویسندگان [English]

  • amir salari 1
  • hadi Nazarifar 2
  • Hamed Kaveh 3
1 department of plant production, faculty of agriculatur, university of torbat heydarieh
2 Research expert, Department of irrigation and drainage, Pardis of Aboreihan, Tehran University
3 Assistant professor, Department of Plant Production, Faculty of Agricultural and Natural Resources and Saffron Institute, University of Torbat Heydarieh
چکیده [English]

Estimation of reference evapotranspiration is one of the important components of water balance in each region and that is one of the effective factors in proper irrigation planning for improving water use efficiency. Among the methods that allow the estimation of variables on a regional scale, two methods of geostatistics and Theissen have key roles for land interpolation in extensive level. This study was conducted in Hamadan province. The best variograms was determined, which were the best fit for the exponential model in Kriging method. In the Theissen method's internal analysis, large values of errors are expanded for those stations located in the north-west and south regions, and the range of error variations is between 0.5% to 16%. But in the Kriging method, these errors are distributed in the north-west and south-west regions, while this method estimated better than Theissen's method, and the range of error variations is between 0% to 12%. Comparison of geostatistics and Theissen interpolation methods showed that in the scale of the seasonal, the geostatistical methods have a higher accuracy, but on an annual scale considering the ease of using the Theissen method, taking into account the accuracy required, there is the possibility of using Theissen's method.

کلیدواژه‌ها [English]

  • : Geostatistics
  • Thiessen
  • evapotranspiration
  • Penman-Montith
بوالحسنی، ک.، و زارعی، ح. 1395. برآورد مکانی و پهنه­بندی تبخیر و تعرق مرجع با استفاده از روش­های زمین­آمار و سیستم اطلاعات جغرافیایی. دو فصلنامه تخصصی علوم و مهندسی آب، سال 6، شماره 13، ص 7-21.

جامعی، م.، و  حجام، س. 1387. ارزیابی روش­های زمین­آماری در برآورد منطقه­ای تبخیر و تعرق مرجع (مطالعه موردی: استان خوزستان). سومین کنفرانس مدیریت منابع آب ایران، تبریز.

جامعی، م.، و موسوی­بایگی، م. 1392. برآورد مکانی وپهنه­بندی تبخیر و تعرق مرجع در استان خوزستان. مجله جغرافیا و توسعه ناحیه­ای، سال 21، ص 23-42.

زارع­ابیانه، ح.، محبوبی، ع.، و نیشابوری، م. 1383. ارزیابی وضعیت خشکسالی و فرآیندهای آن در منطقه همدان بر اساس شاخص­های آماری خشکسالی. مجله پژوهش و سازندگی. ص 64: 2-7.

کریمی­جعفری، م.، و اسلامیان، س. 1390. ارزیابی روش­های زمین­آمار در تخمین تبخیر و تعرق مرجع. نخستین کنفرانس ملی هواشناسی و مدیریت آب کشاورزی ایران. پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران.

کمالی­پاشاکلایی، م.ا.، فریدحسینی، ع.، انصاری، ح.، و غلامی­سفیدکوهی، م.ع. 1394. ارزیابی دو روش تهیه نقشه­های تغییرات مکانی تبخیر و تعرق مرجع (مطالعه موردی: استان مازندران) نشریه آبیاری و زهکشی ایران. سال1، شماره 9، ص 221-232.

مهدیان، م.، و ابری، ا. 1386. مطالعه تغییرات مکانی تبخیر و تعرق پتانسیل در حوزه کارون. نهمین سمینار آبیاری و تبخیر و تعرق، ص 3-11.

نوشادی، م.، و سپاسخواه، ر. 1386. آنالیز زمین­آماری تبخیر و تعرق. نهمین سمینار آبیاری و تبخیر و تعرق. ص 56-65.

وفاخواه، م.، محسنی، و.، ساروی، م.، و اونق، م. 1388. مقایسه روش­های زمین­آمار در برآورد تبخیر و تعرق مرجع  (مطالعه موردی: حوزه آبخیز دریاچه نمک). مجله پژوهش­های آبخیزداری. 30(83): 30-39.

یزدانی، م.، چاوشی، م.، هاداقلی، و.، و سقفیان، ب. 1387. پژوهش روی خشکسالی هواشناسی در استان اصفهان. مجله آب و خاک. شماره 4، ص 41-51.

Alsamamra, H., Ruiz-Arias, J. A., Pozo-Va´zquez, D., and Tovar-Pescador, J. 2009. A comparative study of ordinary and residual kriging techniques for mapping solar radiation over southern Spain. Agricultural and Forest Meteorology. 149: 1343 – 1357.

Dalezios, N. R., Loukas, A. and Bampzelis, D. 2002. Spatial Variability of Reference Evapotranspiration in Greece, Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C. 27)23-24): 1031-1038.

Geerts, S., Raes, D., Garcia, M., Del Castillo, C. and Buytaert, W. 2006. Agro-climatic suitability mapping for crop production in the Bolivian Altiplano: A case study for quinoa. Agricultural and forest meteorology. 139(3): 399-412.

Gong, L., Xu, Ch., and Chen, D. 2005. Spatial interpolation and analyses of reference evapotranspiration and its temporal trends in Changjiang (Yangtze River) Catchment, China. Geophysical Research Abstracts. 7: 23-32.

Hashemi, M., Garcia, L.A., Fontane, D.G. 1994. Spatial estimation of regional crop evapotranspiration, transaction of the ASAE. 38(8): 1345-1351.

Jeffrey, S.J., Carter, J.O., Moodie, K.B. and Beswich, A.R. 2001. Using spatial interpolation to construct a comprehensive archive of Australian climate data. Environmental Modelling & Software. 16: 309-330.

Ki, F. and Lyons, T. J. 2003. Measurement of evapotranspiration of irrigated spring wheat and maize in a semi-arid region of north China. Agricultural Water Management. 61: 112-124.

Kustas, W. P. and Norman, J. M. 1996. Use of remote sensing for evapotranspiration monitoring over land surfaces. Journal of Hydrology. 4: 495-516.

Mardikis, M. G., Kalivas, D. P. and Kollias, V. J. 2005. Comparison of Interpolation Methods for the Prediction of Reference Evapotranspiration-An Application in Greece. Journal Water Resources Management. 19(3): 251-278.

Martinez-Cob, A. 1996. Multivariate geostatistical analysis of evaporation and precipitation in mountainous terrain. Journal of Hydrology. 174: 495-516.   

Michael, M.G. and Bastiaanssen, W.G.M. 2002. A new simple method to determine crop coefficients for water allocation planning from satellites: results from Kenya. Irrigation and Drainage Systems. 14: 237-256.

Ogawa, S., Murakami, T., Tshitsuka, N. and Saito, G. 1999. Evapotranspiration estimates from fine-resolution NDVI. National institute of Agro- Environmental Science (Japan).

Price, D.T., Mckenny, D.W., Nalder, I.A., Hutchinson, M.F. and Kesteven, J. 2000. A comparison of two statistical methods for spatial interpolation. Canadian monthly mean climate dssata. Agriculture and forest. 101(2-3): 81-94.

Wasten, G.S. 1984. Smoothing and interpolation by Kriging and Weighted Moving Average Mathematical Geology. 24(4): 381-391.

Vanderlinden, K., Giraldez, V. and Meirvenne, M. 2008. Spatial Estimation of Reference Evapotranspiration in Andalusia, Spain. Journal of Hydrometeorology. 9: 242–255

Yates, S.R. 1996. Disjunctive Kriging and cokriging. Water Resource Research. 22(10): 1371-1376.