ارزیابی روشهای مختلف دادهکاوی در تخمین تبخیر- تعرق مرجع
Evaluation of different data driven methods in estimating reference evapotranspiration
/محمدحسین کاظمی
: کشاورزی
، ۱۳۹۹
، کبیری
۱۶۴ص
چاپی - الکترونیکی
کارشناسی ارشد
علوم و مهندسی آب گرایش منابع آب
۱۳۹۹/۰۶/۳۰
تبریز
تبخیر-تعرق بهعنوان یکی از مؤلفههای اصلی چرخه هیدرولوژیک دارای اهمیت فراوانی در مدیریت منابع آب و برنامهریزی آبیاری میباشد .روابط ارائهشده برای تخمین تبخیر-تعرق، روابطی غیرخطی و پیچیده هستند که نیاز به داده ورودی بیشتری دارند؛ بنابراین مدلی که بتواند با استفاده از حداقل دادههای هواشناسی، مقدار تبخیر-تعرق را بهصورت دقیق برآورد کند، بسیار مفید خواهد بود .مدل استاندارد پنمن-فائو-مونتیث توسط سازمان خواروبار جهانی برای محاسبه و تخمین مقادیر تبخیر-تعرق مرجع پیشنهاد شده و به طور وسیعی مورداستفاده قرار گرفته است .با توجه به اینکه مدل پنمن-فائو-مونتیث به داده های هواشناسی ورودی زیادتری نیاز دارد، نمی توان از آن در همهی مکان و ایستگاه ها استفاده کرد .هدف اصلی تحقیق حاضر ارزیابی دقت مدلهای برآورد تبخیر-تعرق مرجع مبتنی بر دما، تابش خورشیدی و انتقال جرم نسبت به مدل استاندارد فائو- پنمن-مونتیث در مناطق مرطوب و خشک ایران میباشد .در این تحقیق سه سناریو اصلی جهت بررسی روشهای مختلف دادهکاوی با استفاده از داده های ایستگاه های هواشناسی ایران در مقیاس وسیعی به کار گرفته شد .سناریو اول سناریو زمانی با استفاده از ۷ ایستگاه هواشناسی ایران در ۸ استراتژی زمانی استفاده شد که در این سناریو دادهها بهصورت HOLD OUT وfold testing - Kتقسیمبندی شد و مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت .در سناریو دوم بهصورت مکانی از ۷۴ ایستگاه هواشناسی در ایران استفاده شد و با استفاده از شاخص خشکی،SOM ،PCA ،CI ،mean - Kو حالت کلی دادهها بهصورتfold testing - Kبررسی و ارزیابی شد .در سناریو سوم مکانی از ۱۰ ایستگاه ترکیه برای آموزش دادهها و از ۱۸ ایستگاه ایران با سه اقلیم متفاوت خشک، نیمهخشک و مرطوب برای آزمون استفاده شد و تقسیمبندی و مدلسازی دادهها بهصورتfold testing - Kبود همچنین در این سناریو از سه مدل تجربیهارگریوز-سامانی، پریستلی-تیلور و تورک نیز استفاده شد که دقت هرکدام مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت و در آخر نیز معادله پنمن-کیمبرلی و تعیین سهم مؤلفههای آیرودینامیک و توازن انرژی در شش ایستگاه هواشناسی استان سیستان و بلوچستان موردمطالعه قرار گرفت
Evapotranspiration (ET), a major component of hydrologic cycle, has special importance inn water resources management and irrigation scheduling. Most of the equations suggested for ET estimations are non-linear that need lots of input parameters, so obtaining the models relying on fewer input parameters would be very important. Penman-Monteith model adopted by the Food and Agricultural Organization (FAO) of the United Nations (PFM model) has been widely applied for calculating reference ET (ETo), worldwide. Given that this model needs lots of input variables, it cant be easily applied in all locations. The present study aimed at assessing the temperature-based, radiation-based and mass transfer-based ETo equations against the PM model in humid and arid locations of Iran, using three scenarios: a)Using hold-out and k-fold validation cross validation methods, temporal assessment of GEP models were carried out using data from 7 stations. b)Spatial modeling was conducted through external k-fold testing: stations selection for training matrix was performed using PCA, SOM, aridity index, continentality index and k-means techniques. c)Generalizability of GEP models were assessed through making a global training matrix using data from 10 stations in Turkey, and then, the generalized models were tested at Iran stations. Finally, the portion of aerodynamic component was investigated using data from Sistan-Baluchestan province
Evaluation of different data driven methods in estimating reference evapotranspiration