ارزیابی عملکرد مدل‌های رگرسیون فازی در برآورد تبخیر و تعرق ماهانه گیاه مرجع در مقایسه با روش پنمن-مانتیث (مطالعه موردی: دشت نیشابور)

نوع مقاله : مطالعه موردی

نویسندگان

1 گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

2 گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی،دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

10.22034/jewe.2021.283243.1555

چکیده

تبخیر و تعرق مرجع یکی از اجزاء اصلی هیدرولوژیکی و مدیریت آب کشاورزی به‌شمار رفته و برآورد دقیق آن در بهبود بهره‌وری آبیاری، استفاده مجدد از آب و برنامه‌ریزی مدیریت آبیاری اهمیت دارد. مدل فائو-پنمن-مانتیث به عنوان روش استاندارد در برآورد تبخیر-تعرق مرجع پیشنهاد شده است. با این حال استفاده از آن به علت کمبود داده-های هواشناسی مورد نیاز مدل، محدودیت دارد. لذا در پژوهش حاضر از رهیافت‌های رگرسیون امکانی و کمترین مربعات فازی به منظور برآورد مقادیر تبخیر-تعرق گیاه مرجع در دشت نیشابور بهره گرفته شد. داده‌های مورد استفاده در آزمایش شامل دمای حداکثر، دمای حداقل، دمای متوسط، رطوبت نسبی، ساعات آفتابی و سرعت باد در دو متری از سطح زمین بود. داده‌های مورد استفاده از ایستگاه هواشناسی سینوپتیک نیشابور اخذ شده و برای هریک از مدل‌های فازی، 4 سناریو مختلف جهت برآورد تبخیر و تعرق گیاه مرجع طراحی شد. روش پنمن-مانتیث نیز برای بدست آوردن مقادیر استاندارد تبخیر-تعرق مرجع استفاده گردید. ضریب تبیین، میانگین مربعات خطا، خطای مطلق میانگین برای ارزیابی عملکرد مدل‌های رگرسیون فازی در مقایسه با پنمن-مانتیث تعیین شد. نتایج نشان داد در بین مدل‌های پیشنهادی جدید، اگرچه مدل رگرسیون امکانی فازی تحت سناریو شماره 1 بالاترین دقت را داشته، اما در هر دو مدل رگرسیون فازی سناریو 2 علی‌رغم دارا بودن پارامترهای ورودی کمتر (دمای متوسط، رطوبت نسبی، ساعات آفتابی)، دقت قابل مقایسه‌ای با سایر سناریوها دارد و لذا می‌توان استفاده از آن را در شرایط کمبود داده به عنوان رویکرد بهینه در تعیین ETo برای برنامه ریزی آبیاری و مدیریت منابع آب پیشنهاد نمود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Assessment of the Fuzzy Regression Models Efficiency in Estimating of Monthly Reference Evapotranspiration Compared To the Penman-Monteith Method (Case Study: Neyshabour Plain)

نویسندگان [English]

  • Sepide Zeraati Neyshabouri 1
  • mohsen Pourreza Bilondi 1
  • abbas khashei 2
  • Ali Shahidi 1
1 Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture , University of Birjand, Birjand, Iran
2 Department of Sciences and Water Engineering, Faculty of Agriculture, University of Birjand
چکیده [English]

Reference evapotranspiration (ET0) is an essential component in hydrological ecological processes and agricultural water management. Accurate estimation of ET0 is of importance in improving irrigation efficiency, water reuse and irrigation scheduling. FAO-56 Penman-Monteith (P-M) model is recommended as the standard model to estimate ET0. Nevertheless, its application is limited due to the lack of required meteorological data. In this study, fuzzy linear and fuzzy least-squres regression approach is employed to monthly reference evapotranspiration of Neyshabour plain. The used data include maximum temperature, minimum temperature, mean temperature, relative humidity, solar radiation and wind speed, were obtained from synaptic meteorological station of Neyshabour. The Penman-Monteith equation was used as a standard method to provide target ET0 values. Mean absolute error (MAE), root mean square error (RMSE), and the coefficient of determination (R2) were used to evaluate the performance fuzzy regression models and comparison. Results indicated that however among the new proposed models, the fuzzy posiblistic regression under scenario 1 has the highest accuracy, but in both regression models, despite having lower input parameters (average temperature, relative humidity, solar radiation), second scenario, is comparable with other and therefore it can be used in data deficit conditions as an optimal approach in determining ETo for irrigation planning and water resource management.

کلیدواژه‌ها [English]

  • evapotranspiration
  • fuzzy linear regression
  • Fuzzy leat square Regression
  • neyshabour plain

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 11 مرداد 1400
  • تاریخ دریافت: 05 اردیبهشت 1400
  • تاریخ بازنگری: 10 مرداد 1400
  • تاریخ پذیرش: 11 مرداد 1400