مدل‌ سازی تغییرات مکانی - زمانی تبخیر با استفاده از داده‌های تشتک تبخیر کلاس a (پیشنهاد رویکردی نوین به منظور استفاده در مدل ‌های پویایی و توزیعی بارش - رواناب)

مقدمه و هدف تبخیر یکی از سنجه‌ های مهم آب‌شناسی است که در چرخه آب نقش مهمی دارد. این سنجه‌ افزون بر توزیع مکانی گوناگون، با داشتن توزیع بلندی سبب پیچیدگی مدل‌ سازی‌های تبخیر شده است. هدف از این پژوهش، پیشنهاد یک رویکرد جدید برای مدل‌سازی تغییرات مکانی–زمانی تبخیر است تا بر اساس ویژگی پویایی و توزیعی آن بتوان در مدل‌های بارش–رواناب، استفاده شود.مواد و روش‌ها در این پژوهش از داده‌های ماهانه تبخیر (1400-1381) ایستگاه پایش تبخیر مارون که در آبخیز پسکوهک، در 27 کیلومتری غرب شیراز است، استفاده شد. همچنین از داده‌های سه ایستگاه پیرامون حوزه آبخیز پسکوهک، شامل ایستگاه‌های شیراز، قلات و دشت ارژن، استفاده شد. در ابتدا با استفاده از مدل وایازی و تعیین ارتباط میان تبخیر و بلندی از سطح دریا، نقشه‌های رستری تبخیر ماهانه منطقه مطالعه‌شده رسم شد. سپس، با استفاده از رویکرد پیشنهادی (استفاده از روش نسبت معادله‌ها)، مدل اولیه تغییرات مکانی– زمانی تبخیر تهیه شد. با توجه به ویژگی پویایی و تاثیرپذیری سنجه تبخیر، تاثیر عامل‌های مختلف بر شدت تبخیر، شبیه‌سازی و نقشه‌های رستری اولیه اصلاح شد. برای این منظور از ضریب‌های تصحیح که به‌شکل نقشه‌های رستری یا ضریب‌های عددی به‌دست آمده بود، استفاده شد. این ضریب‌ها شامل ضریب اصلاح شدت تبخیر ناشی از نسبت ژرفای آب در سطح هدف به ژرفای آب در تشتک تبخیر، تاثیر روزهای گوناگون سال در ضریب تبدیل تشتک و ضریب تصحیح تغییرات بلندی از سطح زمین بود. تمام مراحل کار، با کدنویسی در محیط snap و matlab انجام شد. سرانجام نتیجه‌ نهایی در محیط arcgis به‌دست آمد.نتایج و بحث نتایج این پژوهش نشان داد که با استفاده از مدل وایازی خطی و سنجه بلندی از سطح دریا، می‌توان با دقت زیاد (0.81 = r^2 در دی ماه تا 0.99r^2= در آبان و فروردین ماه)، توزیع مکانی تبخیر را به‌شکل یک شبکه منظم پیکسلی (100 متر مربعی) به‌دست آورد. همچنین، مدل نهایی توزیع مکانی–زمانی تبخیر نشان داد که در برخی نقاط مطالعه ‌شده (پیکسل‌ها)، میان نتایج مدل اولیه و مدل نهایی تبخیر تفاوت قابل ‌توجهی وجود داشت. این موضوع لزوم استفاده از ضریب‌های اصلاحی را بیشتر آشکار کرد.نتیجه‌گیری و پیشنهادهادر این پژوهش با استفاده از رویکرد پیشنهاد شده می‌توان در منطقه مزبور، توزیع مکانی- زمانی تبخیر را در گام‌های زمانی متناظر با گروه زمانی داده‌های موجود در ایستگاه‌های پایش تبخیر، مدل کرد. پیشنهاد می‌شود در شرایط گوناگون اقلیمی و پستی‌بلندی از این مدل استفاده شود و نتایج آن بررسی شود.

modeling spatio-temporal changes in evaporation using class a pan evaporation data: presenting a novel approach for use in dynamic and distributed models of rainfall-runoff

introduction and goalevaporation is one of the important parameters in hydrology that plays a significant role in the water cycle. this parameter, in addition to various spatial distributions, with having altitude distribution causes the complexity of evaporation modeling the aim of this research is to present a new approach for spatio-temporal modeling of evaporation changes, which can be used in rain-runoff models. materials and methodsin order to carry out this research, monthly evaporation data over a 20-years period (2002-2021) were used from the maroun evaporation monitoring station located in the paskouhak catchment, 27 km west of shiraz, as well as three stations surrounding paskouhak catchment including shiraz, ghalat, and dasht arjan stations. initially, by using regression modeling and determining the relationship between evaporation and elevation above sea level for each month, monthly evaporation raster maps were drawn for the study area. then, using the proposed approach of using the ratio equations method, the initial spatio-temporal model of evaporation changes was prepared. due to the dynamic nature and sensitivity of the evaporation parameter, the impact of various factors on the intensity of evaporation was simulated and the initial raster maps were corrected to a large extent. for this purpose, correction coefficients obtained in the form of raster maps or numerical coefficients were used. these coefficients included the correction coefficient of evaporation intensity due to the ratio of water depth at the target surface to the water depth in the evaporation pan, the effect of different days of the year on the conversion coefficient of the evaporation pan, and the correction coefficient based on changes in elevation from the ground surface. all stages of the research were performed in the snap and matlab software. finally, the final result was obtained in the arcgis software.results and discussionthe results showed that using the linear regression model and elevation parameters above sea level, it is possible to obtain the spatial distribution of evaporation with high accuracy (r2=0.81 in december and r2=0.99 in march and october) in the form of a regular pixel grid (in this study 100 m2). in addition, the final spatio-temporal distribution model of evaporation showed that there is a noticeable difference between the results of the initial and the final evaporation models in some areas of the study region (pixels). this highlights the need for more corrective coefficients.conclusion and suggestionsin this study, using the proposed approach, it is possible to model the spatiotemporal distribution of evaporation in the study area at time steps corresponding to the time series of data available at the evaporation monitoring stations. it is recommended to apply this model under various climatic and topographic conditions and to evaluate its results.