ارزیابی مدل های پیشنهادیfao برای برآورد تبخیر-تعرق گیاه مرجع در آبخیز حاجی آباد هرمزگان

مقدمه و هدف در چند سال اخیر بروز خشکسالی ها موجب‌شده است تا منابع آب در دسترس دشت ها و آبخیزهای جنوبی کشور، به ویژه آبخیزهای استان هرمزگان، به طور فزاینده ای کاهش یابد و افزون‌بر تغییر بوم شناسی (زیست بوم) آن ها، امنیت غذایی کشور را با خطر جدی مواجه نماید. هم‌زمان با تلاش برای یافتن منابع آب جدید، اصولی ترین راه مقابله با کمبود آب، استفاده ی مناسب و موثر از منابع آب موجود است که به نوبه‌ی خود مستلزم آگاهی از تبخیر-تعرق یا نیاز آبی گیاهان است. تبخیر-تعرق گیاهان معمولاً به دو روش مستقیم و غیرمستقیم محاسبه می شود. در روش غیرمستقیم تبخیر-تعرق گیاه مرجع (et0) که بیانگر اثر آب و هوا بر تبخیر-تعرق است با استفاده از مدل هایی که از یک یا چند ویژگی آب و هوایی استفاده می کنند تخمین‌زده می شود، سپس (et0) در ضریبی به نام ضریب گیاهی که منعکس کننده ی ویژگی‌های گیاه است ضرب می‌شود تا تبخیر-تعرق به دست آید. نتایج پژوهش های گذشته نشان دهنده ی تفاوت اندازه‌ی دقت و همخوانی مدل های برآورد (et0) در آبخیزها و مناطق مختلف است. بنابراین، اگر از هر یک از این مدل ها بدون ارزیابی اندازه‌ی هم‌سنجی و دقت آن ها در هر آبخیز استفاده شود امکان بروز خطا در برآورد اندازه‌ی ((et0  و به دنبال آن نیاز آبی گیاهان افزایش می یابد که این امر هرگونه برنامه ریزی برای آینده ی آبخیز را با مشکل مواجه می کند. بنابراین، هدف این پژوهش ارزیابی دقت و کارایی مدل های پیشنهادی fao در آبخیز حاجی آباد هرمزگان می‌باشد.مواد و روش‌هااین پژوهش به مدت چهار سال در آبخیز حاجی آباد هرمزگان انجام شد. تبخیر-تعرق گیاه مرجع (چمن) با استفاده از یک دستگاه لایسیمتر زهکش دار به طور هفتگی اندازه گیری شد. به این منظور، در سال اول آزمایش، در مرکز زمینی به مساحت 2 هکتار با کاربری کشاورزی که نماینده ی این آبخیز بود یک دستگاه لایسیمتر زهکش‌دار مربع شکل به ابعاد 3×3 متر و عمق 190سانتی متر نصب شد. سپس به مدت سه سال، در پیرامون و درون لایسیمتر با مساحت 900 متر، چمن رقم برموداگراس (cynodon dactylon l.) کشت شد و پس از این که پوشش کاملی روی زمین ایجاد شد و بلندی چمن حدود هشت سانتی متر شد، تبخیر-تعرق آن به طور هفتگی و به روش بیلان آبی اندازه‌گیری شد. همچنین تبخیر-تعرق گیاه مرجع با استفاده از مدل‌های پیشنهادشده‌ی فائو شامل پنمن اصلاح‌شده، بلینی-کریدل اصلاح‌شده، تشعشع، تشتک تبخیر و پنمن- مانتیث برآورد شد و با داده‌های اندازه گیری‌شده به‌وسیله‌ی لایسیمتر مقایسه شد و با استفاده از وایازی خطی، درصد خطای برآورد فصلی (سالانه) تبخیر-تعرق و جذر میانگین مربعات خطا، بهترین مدل ها برای آبخیز حاجی آباد هرمزگان تعیین و پیشنهاد شد.نتایج و بحثاندازه‌ی فصلی (et0) اندازه گیری‌شده‌ با لایسیمتر 2729/8 میلی متر بود. اندازه‌ی  (et0)برآوردشده با روش مدل های پنمن اصلاح‌شده، بلینی-کریدل اصلاح‌شده، پنمن- مانتیث، تشعشع و تشتک تبخیر به ترتیب 3405/0، 2695/2، 2868/0، 2789/2 و 2054/6 میلی متر بود. مقایسه ی داده‌های برآوردشده‌‌ با مدل های مزبور با داده‌های اندازه گیری‌شده‌ی لایسیمتر (2729/8 میلی متر) نشان داد که مدل های پنمن اصلاح‌شده، پنمن- مانتیث و تشعشع، اندازه‌ی تبخیر-تعرق گیاه مرجع را به ترتیب 24/7، 5/1 و 2/2 % بیش از اندازه‌گیری‌های لایسیمتر برآورد کرده‌اند. مدل‌های تشتک تبخیر و بلینی-کریدل اصلاح‌شده اندازه‌ی تبخیر-تعرق گیاه مرجع را به ترتیب 27/7 و 1/3 % کمتر از اندازه‌گیری‌های لایسیمتر برآورد کرده اند. در بیشتر دوره ها مقایسه‌ی داده‌های هفتگی نشان داد میانگین روزانه‌ی (et0) با استفاده از مدل‌ پنمن اصلاح‌شده و تشتک تبخیر فائو به‌ترتیب بیشتر و کمتر از اندازه گیری‌های لایسیمتر برآورد شده‌اند. در دوره هایی که اندازه‌های (et0) کوچک‌تر از 7 میلی متر در روز متر بوده است (بیشتر در فصل های پاییز و زمستان)، مدل تشعشع، اندازه‌ی تبخیر-تعرق را بیشتر از اندازه گیری‌های لایسیمتر برآورد کرد و در ماه های گرم سال که اندازه‌های  (et0)بزرگ تر از 10 میلی متر در روز متر بوده است (تابستان) تبخیر-تعرق را کمتر از اندازه‌ی واقعی برآورد کرد. نتیجه گیری و پیشنهادهانتایج این پژوهش نشان داد، مدل‌های بلینی-کریدل و پنمن- مانتیث فائو، به ترتیب (et0) را با دقت بیشتری برآورد کردند و به عنوان مناسب‌ترین مدل‌ها برای آبخیز حاجی آباد و مناطق با شرایط اقلیمی مشابه پیشنهاد شدند. البته مدل بلینی-کریدل در مقایسه با مدل پنمن-مانتیث به اطلاعات و ویژگی‌های اقلیمی کمتری نیاز داشت که در مناطق با داده های اقلیمی محدود نیز می تواند استفاده شود.

evaluation of the fao proposed models for reference crop evapotranspiration (eto) estimation in hajiabad watershed of hormozgan province

introduction and objective due to droughts occurred in recent years, available water resources in southern basins and watersheds of iran especially those are in hormozgan province has been drastically decreased which may not only change their ecosystem but also make serious problem for the country’s food security.  in addition to find new water resources, effective use of available water is the best choice to tackle water deficit which in turn, requires accurate estimation of evapotranspiration or water needs of plants. crop evapotranspiration is usually calculated using the two-step fao method. in this method, first the reference crop evapotranspiration (et0), representing effect of weather on crop evapotranspiration is estimated by models using weather variables and then, multiplied by crop coefficient (kc) which reflects crop characteristics on evapotranspiration. a review on the research conducted around the world revealed that each model may have different accuracies and performances at different watersheds or locations. subsequently, using these models without testing their accuracy and relevance at each watershed may increase error in estimating (et0) and hence crop water requirements which may complicate any planning for the watershed in the future. therefore, this research was conducted to evaluate the accuracy and performance of the fao proposed models at haji abad watershed of hormozgan province.materials and methods in this research which was conducted in haji abad watershed of hormozgan for four years, reference crop(grass) evapotranspiration was measured weekly using a drainable lysimeter. in the first year, a large square drainable lysimeter (3 m wide ×3 m long × 1.9 m tall) was installed in the center of a 2-ha agricultural field which was representative of the watershed. in the next third years, grass (cynodon dactylon l.) was grown inside the lysimeter and in the 900 m2 surrounding field. at full cover and when grass height reached 8 cm, evapotranspiration from grass inside the lysimeter was measured weekly by the water balance method. reference crop evapotranspiration was also estimated using the fao models: adjusted penman and blaney- criddle, radiation, evaporation pan and penman-monteith. the estimated (et0) values from the fao models were compared with the data measured from lysimeter using linear regression, root mean square error and error percentage in estimating seasonal (et0) and subsequently, the most appropriate models were recommended for the watershed.results and discussion seasonal grass evapotranspiration measured from the lysimeter was 2729.8 mm and estimated by adjusted penman and blaney- criddle, penman-monteith, radiation and evaporation pan 3405, 2695.2, 2868, 2789.2 and 2054.6 mm, respectively. the fao adjusted penman, penman-monteith and radiation models overestimated eto by as much as 24.7, 5.1 and 2.2% respectively, whereas, the fao evaporation pan and blaney- criddle underestimated it by as much as 24.7 and 1.3%, respectively. comparing weekly (et0) data showed that adjusted penman model overestimated (et0) but the fao evaporation pan model underestimated it for most of the periods. fao radiation model had tendency to overestimate at eto<7 mmday-1 (normally in fall and winter) but underestimate at (et0)>10 mmday-1 (normally in summer).conclusion and suggestions  according to the results, the fao blaney-criddle and penman-monteith models had respectively higher accordance and homogeneity with the real data measured from lysimeter and can predict (et0) with higher accuracy than the other tested models. therefore, these models are recommended, respectively as the most appropriate models to estimate (et0) in haji abad watershed and the areas having the same climate. furthermore, the fao blaney-criddle model needs fewer weather parameters and hence, may be used in the areas with limited climatic data.