ارزیابی تأثیر شرایط پارامتری مختلف روش‌های ماهواره‌ای SEBAL، METRIC و TVT در برآورد تبخیر-تعرق واقعی (مطالعة موردی: اهواز شمالی)

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مهندسی منابع آب، دانشگاه تربیت مدرس تهران

2 استادیار گروه مهندسی آب، دانشگاه تربیت مدرس تهران

چکیده

داده‌های سنجش از دور دارای کاربرد وسیعی در برآورد تبخیر و تعرق واقعی هستند و بدین منظور روش‌های مختلفی شرح و بسط ‌یافته است. در این میان، سبال و متریک به‌عنوان مدل‌های شار انرژی و تی‌وی‌تی برپایة پوشش گیاهی توجه زیادی را به‌خود جلب کرده و برپایة برخی پارامترهایی هستند که برای استفاده نیاز به ارزیابی دارند. در پژوهش حاضر، 12 تصویر مودیس طی دورة سال آبی 88-1387 که محدودة مطالعاتی اهواز شمالی را (طبق طبقه‌‌بندی وزارت نیرو) می‌‌پوشاند، فراهم شد تا برای تخمین تبخیر و تعرق واقعی با استفاده از مدل‌‌های سنجش از دور به‌کار گرفته شود. به‌منظور ارزیابی و مقایسة نتایج، از تبخیر و تعرق تخمین زده‌شده با استفاده از مدل بیلان آبی مرسوم برای همان دوره استفاده شد. افزون بر اینها، بهترین تخمین تبخیر و تعرق واقعی با استفاده از مدل سنجش از دور برای مزارع یونجه با مقادیر متناظر در سند ملی آب مقایسه شد. نتایج به‌دست‌آمده، عملکرد بهتر سبال و سپس متریک و تی‌‌وی‌‌تی را نشان دادند. مدل بیلان آب میزان تبخیر و تعرق واقعی را 341 میلی‌متر بر سال و سبال آن را 2/347 میلی‌‌متر بر سال برای همان دوره نمایش داد. ارزیابی پارامترهای این مدل‌‌ها، تأثیر معنا‌‌دار کاربرد معادلات کالیبره‌شدة شار گرمای خاک و طول زبری مومنتوم را بر عملکرد و کاهش عدم‌قطعیت آنها نشان داد.

عنوان مقاله [English]

Evaluation of Different Parametric Situations on Satellite SEBAL, METRIC and TVT Methods on Estimation of Actual Evapotranspiration in the Northern Ahwaz Study Region

نویسنده [English]

  • H Taji 1
1 M.Sc. Water Resources Engineering ,Tarbiat Modares University
2
چکیده [English]

Remote sensing (RS) data is widely applied for estimation of actual evapotranspiration (ETa) and different methods are also developed in this regard. Among them, SEBAL and METRIC as energy balance models and TVT as vegetation-based have received more attentions. However, they are based on some parameters that need to evaluate while being used. For this, 12 MODIS images for the 2008-2009 water year period that covers the Northern Ahwaz study region (based on the classification of Ministry of Energy), were prepared to be applied for estimation of ETa using the RS models. In order to evaluate and compare the results, estimation of actual evapotranspiration using the conventional water balance model was also used for the same period. Furthermore, the best estimations of ETa using RS models for alfalfa were compared with the respected values in the national water document. The results showed better performance of SEBAL and then METRIC and TVT. While, the water balance model showed 341 mm/yr of ETa, SEBAL showed it 347.24 mm/yr for the same period. However, evaluation of these parameters revealed that application of calibrated soil heat flux andMomentum roughness length equations have significant effect of its performance and reducing of the uncertainties

کلیدواژه‌ها [English]

  • Actual evapotranspiration
  • remote sensing
  • SEBAL model
  • MODIS
  • Khuzestan

مراجع

  1. آب و خاک تهران، 1391، مطالعات آماربرداری منابع و مصارف آب های سطحی و زیرزمینی حوزة آبریز کارون در استان خوزستان، طرح جامع منابع آب، شرکت سهامی سازمان آب برق خوزستان، مجری طرح شرکت مهندسی مشاور آب و خاک تهران، تهران.
  2. باقری هارونی، م.ح.، 1390، ارزیابی فناوری سنجش از دور در برآورد مؤلفه‌‌های بیلان آب در مقیاس حوضه‌‌ای، با تأکید بر میزان برداشت خالص آب زیرزمینی، مطالعة موردی: حوضة دریاچة ارومیه، پایان‌نامة کارشناسی ارشد مهندسی منابع آب، دانشکدة کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، 145 ص.
  3. تاجی، ه.، 1393، استفاده از داده‌های ماهواره‌ای و توسعة مدل SEBAL در برآورد اجزای بیلان آبی محدوده‌های مطالعاتی رودخانة کارون در استان خوزستان، پایان‌نامة کارشناسی ارشد مهندسی منابع آب، دانشکدة کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، 175 ص.
  4. علیزاده، ا.، 1382، بهینه‌‌سازی سند ملی الگوی مصرف آب کشاورزی ایران، «نیاز خالص آبیاری محصولات زراعی و باغی ایران»، استان خوزستان، سازمان هواشناسی کشور-وزارت جهاد کشاورزی، تهران.
  5. کاویانی، ع.، سهرابی، ت.، دانش ‌‌کار‌‌آراسته، پ.، 1392، تخمین دمای سطح زمین با استفاده از شاخص اختلاف نرمال‌شده (NDVI) در تصاویر سنجنده‌‌های MODIS و Landsat ETM+، مجلة هواشناسی کشاورزی، جلد 1، شمارة 1، صص. 25-14.
  6. مباشری، م.، 1385، برآورد میزان تبخیر و تعرق در دشت‌‌های مرکزی و شمالی خوزستان با استفاده از تصاویر ماهواره‌‌ای لندست 7 سنجندة ETM+، گزارش نهایی سازمان آب و برق خوزستان، معاونت مطالعات پایه و طرح‌‌های جامع منابع آب.
  7. Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D. & Smith, M., 1998b, Crop Evapotranspiration-Guidelines for Computing Crop Water Requirements-FAO Irrigation and Drainage Paper 56, FAO, Rome, 300, PP. 6541.
  8. Allen, R.G., Tasumi, M. & Trezza, R., 2007, Satellite-based Energy Balance for Mapping Evapotranspiration with Internalized Calibration (METRIC)—Model, Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 133, PP. 380.
  9. Allen, R.G., Tasumi, M., Morse, A. & Trezza, R., 2005, A Landsat-based Energy Balance and Evapotranspiration Model in Western US Water Rights Regulation and Planning, Irrigation and Drainage systems, 19, PP. 251-268.
  10. Bastiaanssen, W., 2000, SEBAL-based Sensible and Latent Heat Fluxes in the Irrigated Gediz Basin, Turkey, Journal of Hydrology, 229, PP. 87-100.
  11. Bastiaanssen, W.G.M., Menenti, M., Feddes, R.A. & Holtslag, A.A.M., 1998a, A Remote Sensing Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL)- Part 1: Formulation, Journal of Hydrology, 228, PP. 198-212.
  12. Bastiaanssen, W.G.M., Miltenburg, I., Evans, R., Molloy, R., Bastiaanssen, F. & van der Pol, E., 2009, An Operational Satellite-based Irrigation Monitoring and Scheduling Tool for Saving Water in Irrigation, Presented at the Irrigation and Drainage Conference, Irrigation Australia Ltd, Swan Hill, Vic, Australia.
  13. Bastiaanssen, W.G.M., Noordman, E.J.M., Pelgrum, H., Davids, G., Thoreson, B.P. & 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, Volume 131, Issue 1, 131, 1(85).
  14. Bastiaanssen, W.G.M., Pelgrum, H., Wang, J., Ma, Y., Moreno, J.F., Roerink, G.J. & van der Wal, T., 1998b, A Remote Sensing Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL): part 2, Validation, Journal of Hydrology, 212–213, PP. 213-229.
  15. Bos, D.G., 2001, Sedimentary Cladoceran Remains, A Key to Interpreting Past Changes in Nutrients and Trophic Interactions, Ph.D., Queen’s University, Kingston, Ontario, PP. 206.
  16. Chandrapala, L. & Wimalasuriya, M., 2003, Satellite Measurements Supplemented with Meteorological Data to Operationally Estimate Evaporation in Sri Lanka, Agricaultural Water Management, 58, PP. 89-107.
  17. Courault, D., Seguin, B. & Olioso, A., 2005, Review on Estimation of Evapotranspiration from Remote Sensing Data: From empirical to numerical modeling approaches, Irrigation and Drainage Systems, 19, PP. 223-249.
  18. Jain, S.K., Jain, Sh.K., Hariprasad, V. & Choudhry, A., 2011, Water Balance Study for a Basin Integrating Remote Sensing Data and GIS, J. Indian So. Remote Sens., 39(2), PP. 259-270.
  19. Jiang, L. & Islam, S., 1999, A Methodology for Estimation of Surface Evapotranspiration Overlarge Areas using Remote Sensing Observations, Geophys, Res. Lett. 26 (17), PP. 2773-2776.
  20. Jiang, L. & Islam, S., 2001, Estimation of Surface Evaporation Map over Southern Great Plains using Remote Sensing Data, Water Resource. Res., 37 (2), PP. 329-340.
  21. Jiang, L. & Islam, S., 2003, An Intercomparison of Regional Latent Heat Flux Estimation using Remote Sensing Data, Int. J. Remote Sens., 24 (11),
  22. PP. 2221-2236.
  23. Jiang, L., Islam, S. & Carlson, T.N., 2004, Uncertainties in Latent Heat Flux Measurement and Estimation: Implications for using a simplified approach with remote sensing data, Canadian Journal of Remote Sensing, 30, PP. 769-787.
  24. Jiang, L., Islam, S., Guo, W., Singh Jutla, A., Senarath, S.U.S., Ramsay, B.H. & Eltahir, E., 2009, A Actual Evapotranspiration Estimation Algorithm over South Florida, Global and Planetary Change, 67, PP. 62-77.
  25. Muthuwatta, L.P., Ahmad, M., Bos, M.G. & Rientjes, T.H.M., 2010, Assessment of Water Availability and Consumption in the Karkheh River Basin, Iran-Using Remote Sensing and Geo-statistics, Water Resources Management, 24, PP. 459-484.
  26. Rocha, J., Perdigao, A., Melo, R. & Henriques, C., 2010, Managing Water in Agriculture through Remote Sensing Applications, Managing Water in Agriculture through Remote Sensing Applications.
  27. Tang, R., Li, Zh.L., Jia, Y., Li, Ch., Sun, X., Kustas, W.P. & Anderson, M.C., 2011, An Intercomparison of three Remote Sensing-based Energy Balance Models using Large Aperture Scintillometer Measurements over a Wheat–corn Production Region, Remote Sensing of Environment, 115, PP. 3187-3202.
  28. Tang, R., Li, Zh.L. & Tang, B., 2010, An Application of the Ts–VI Triangle Method with Enhanced Edges Determination for Evapotranspiration Estimation from MODIS Data in Arid and Semi-arid Regions: Implementation and validation, Remote Sensing of Environment, 114, PP. 540-551.
  29. Waters, R., Allen, R., Bastiaanssen, W.G., Tasumi, M. & Trezza, R., 2002, Surface Energy Balance Algorithms for Land (SEBAL), Advanced Training and Users Manual, PP. 1-98.
  30. Zhao-Liang, L., Ronglin, T., Zhengming, W., Yuyun, B., Chenghu, Z., Bohui, T., Guangjian, Y. & Xiaoyu Z., 2009, A Review of Current Methodologies for Regional Evapotranspiration Estimation from Remotely Sensed Data, Sensors Journal, 9, PP. 3801-3853.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار