برآورد تبخیرتعرق گیاه نیشکر با استفاده از الگوریتم سبال و روش پریسلی تیلور (مطالعه موردی کشت و صنعت امیرکبیر اهواز)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته دکتری مهندسی منابع آب، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید چمران اهواز.

2 استاد گروه هیدرولوژی و منابع آب، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید چمران اهواز.

3 استاد گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

تبخیر یکی از پارامترهای مهم در مدیریت پیکره‌های آبی است، با توجه به محدودیت روش‌های فیزیکی و تجربی برآورد تبخیر، استفاده از فناوری سنجش از دور به‌دلیل امکان برآورد مکانی اطلاعات و هم‌چنین حداقل نمودن استفاده از داده‌های هواشناسی می‌تواند کاربرد وسیعی در محاسبه تبخیر داشته باشد. در این پژوهش بااستفاده از الگوریتم سبال برای محاسبه آلبیدوی سطح، دمای سطحی و شاخص وضعیت پوشش گیاهی از داده‌های ماهواره‌ای لندست هشت و سنتینل دو چند طیفی و اطلاعات هواشناسی مانند درجه حرارات، ساعات آفتابی، باد و غیره استفاده شده و در نهایت تبخیرتعرق در کشت و صنعت نیشکر واحد امیرکبیر واقع در جنوب غربی خوزستان، محاسبه شد و نقشههای تبخیرتعرق برای سال‌های 1396 و 1397 تهیه گردید. هم‌چنین تبخیرتعرق واقعی با استفاده از روش پریسلی تیلور محاسبه شد و با روش سبال مورد مقایسه قرار گرفت. میانگین تفاضل مطلق بین روش الگوریتم سبال و پریسلی تیلور  برای سال‌های 1396 و 1397 به‌ترتیب برابر 175/0 و 171/0 میلی متر بر روز به‌دست آمد و میانگین تفاضل مطلق بین روش الگوریتم سبال و لایسیمتر برای سال‌های 1396 و 1397 به‌ترتیب برابر 185/0 و 236/0 به‌دست آمد. نتایج نشان داد که تبخیرتعرق محاسبه‌شده با این دو روش قابل قبول است و الگوریتم سبال توانایی بالایی در تعیین تبخیرتعرق برخوردار است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Estimation of Sugar Cane Evapotranspiration Using Sybal Algorithm and Presly Taylor Method (Case Study of Amir Kabir Cultivation and Industry)

نویسندگان [English]

  • jamil jalali 1
  • Freydon Radmanesh 2
  • Abdali Naseri 3
  • Mohammad Ali Akhondali 2
  • Heydar Zarei 2
1 Graduated with a PhD in water resources, Faculty of Water and Environmental Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
2 Professor, Faculty of Water and Environmental Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
3 Professors of Irrigation and Drainage Department, Faculty of Water and Environmental Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz
چکیده [English]

Agricultural water management studies require accurate information on actual evapotranspiration. This information must have sufficient spatial detail to allow analysis on the farm or basin level (Sanchez et al., 2008). The methods used to estimate evapotranspiration are grouped into two main groups, which include direct methods and indirect or computational methods (Alizade and Kamali, 2007). Basics of the indirect methods are based on the relationship between meteorological parameters, which impedes the use of these data with a lack or impairment. On the other hand, this information is a point specific to meteorological stations, and their regional estimates are another problem of uncertainty of their own. To this end, the use of remote sensing technology can be a suitable approach to address these constraints. Real evapotranspiration can be estimated by satellite imagery that has short and long wavelengths and is estimated using surface energy equations (Chihda et al., 2010). Examples of such algorithms include SEBAL (Bastiaanssen et al., 1998 Bastiaanssen, 2000;), METRIC (Allen et al., 2007), SEBS (Su, 2002). Among the above mentioned algorithms, energy billing algorithms have been used (Bagheriharooni et al., 2013; Teixeira et al., 2009). Among the factors of superiority of the SEBAL algorithm, in comparison with other remote sensing algorithms, is a satellite imagery analysis algorithm based on physical principles and uses satellite simulation and requires minimum meteorological information from ground measurements or air models (Bastiaanssen et al., 2002).

کلیدواژه‌ها [English]

  • Remote sensing
  • Irrigation
  • Lysimeter
  • Landsat
  • Sentinel
  • Alizade, A. and Kamali, G., 2007. Water requirement of plants in Iran. Emam Reza University Publications. Mashhad.

 

  • Allen, R.G., Tasumi, M. and Trezza, R., 2007. Satellite-based energy balance for mapping evapotranspiration with internalized calibration (METRIC)-model. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 133(4), pp. 380-394. Doi: 10.1061/(ASCE)0733-9437(2007)133:4(380). Doi: 10.1061/(ASCE)0733-9437(2007)133:4(380).

 

  • Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D. and Smith, M., 1998. Crop evapotranspiration: guidelines for computing crop requirements. FAO Irrigation and Drainage, Paper No 56. Doi: 10.3178/jjshwr.16.589.

 

  • Bagheriharooni, M.H., Arshad, S., Majnooni, A. and Morid, S., 2013. Comparing one source and two source remote sensing models for real evapotranspiration in Iran. Journal of Remote Sensing and GIS in Iran, 1(4), pp. 81-96.

 

  • Bastiaanssen, W., 2000. SEBAL-based sensible and latent heat fluxes in the irrigated Gediz Basin. Journal of Hydrology, 229(1), pp. 87-100. Doi: 10.1016/S0022-1694(99)00202-4.

 

  • Bastiaanssen, W.G.M., Ahmad, M.D. and Chemin, Y., 2002. Satellite surveillance of evaporative depletion across the Indus Basin. Water Resource Research, 38(12), pp. 1-9. Doi: 10.1029/2001WR000386.

 

  • Bastiaanssen, W.G.M., Noordman, E.J.M., Pelgrum, H., Davids, G., Thoreson, B.P. and Allen, R.G., 2005. SEBAL model with remotely sensed data to improve water-resources management under actual field conditions. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 131(1), pp. 55-93. Doi: 10.1061/(ASCE)0733-9437(2005)131:1(85)

 

  • Bastiaanssen, W., Menenti, M., Feddes, R. and Holtslag, A., 1998. A remote sensing surface energy balance algorithm for land (SEBAL). 1. Journal of Hydrology, 213, pp. 198-212. Doi: 10.1016/S0022-1694(98)00253-4.

 

  • Chihda, Wu., Cheng, C., Lo, H. and Chen, Y., 2010. Study on estimating the evapotranspiration cover coefficient for stream flow simulation through remote sensing techniques. Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 12(4), pp. 225-232. Doi: 10.1016/j.jag.2010.03.001.

 

  • Ezatabadipur, H., 2016. Introducing Sentinel2 Satellite. Third International Conference on Civil Engineering, Architecture and Urban Planning.Iran.

 

  • Li, H., Li, Z., Yuping, L., Chunnqiang, L., Zhijun, L. and Shengwei, , 2008. Estimation of water consumption and crop water productivity of winter wheat in north china plain using remote sensing technology. Agricultural Water Management.95(11), pp. 1271-1278. Doi: 10.1016/j.agwat.2008.05.003.

 

  • Moslemzadeh, N. and Mokhtari, A., 2015. Estimating daily evapotranspiration by using SEBAL algorythm and Landsat8 satellite. 1st international conference of water, environment and sustainable development. Civil Engineering Group. Tehran. Iran.

 

  • Ogunjobi, K.O., Daramola, M.T. and Akinsanola, A.A., 2018. Estimation of surface energy fluxes from remotely sensed data over Akure, Nigeria. Spatial Information Resources. 26(1), p.p.77–89.

 

  • Priestley, C.H.B. and Taylor R.J., 1972. On the assessment of surface heat and evaporation using large-scale parameters. Monthly Weather Review, 100, pp. 81-92. Doi: 10.1175/1520-0493(1972)100<0081:OTAOSH>2.3.CO;2.

 

  • Purmohammadi, S. and Rahimiyan, M.H., 2010. Suppling water requirement for natural and agricultural ecosystem balance by using Sebal algorithm (Azadegan plain). In 6th National Conference on Watershed Management Sciences and Engineering and 4th National Congress of Fertilizers and Sediments. Department of Watershed Management, Faculty of Resources and Marine Sciences, Tarbiat Modares University.

 

  • Sanchez, J., Kustas, W., Caselles, V. and Anderson, , 2008. Modelling surface energy fluxes over maize using a two-source patch model and radiometric soil and canopy temperature observations. Remote Sensing of Environment, 112(3), pp. 1130-1143. Doi: 10.1016/j.rse.2007.07.018.

 

  • Su, Z., 2002. The surface energy balance system (SEBS) for estimation of turbulent heat Hydrology and Earth System Sciences. 6(1), pp. 85-100

 

  • Simaie, E., Homaee, M. and Norouzi, A.A., 2013. Evaluating SEBAL model to estimate evapotranspiration using MODIS and TM sensors data. Water and Soil Resources Conservation Journal, 4(2), 29-40.

 

  • Teixeira, A.H.C., Bastiaanssen, W.G.M., Ahmad, M.D. and Bos, M.G., 2009. Reviewing SEBAL input parameters for assessing evapotranspiration and water productivity for the Low-Middle Sao Francisco River basin, Brazil: Part A: Calibration and validation. Agricultural and Forest Meteorology, 149(3), pp. 462-476. Doi: 10.1016/j.agrformet.2008.09.016.

 

  • Yang, W., Shabanov, N.V., Huang, D., Wang, W., Dickinson, R.E., Nemani, R., Knvazikin, Y., and Myneni, R.B., 2006. Analysis of leaf area index products from combination of MODIS Terra and Aqua data. Remote Sensing of Environment, 104, pp. 297-312. Doi: 10.1016/j.rse.2006.04.016.