تعيين بهترين روش تجربي برآورد تبخير از سطح آزاد در اراضي شاليزاري آمل بر پايه آناليز حساسيت و مقايسه آن با نتايج شبكه عصبي مصنوعي

Determining the best empirical method for estimate water surface evaporation based on sensitivity analysis in paddy rice field in Amol and comparing them with Artificial Neutral Network

در اين تحقيق براي تعيين تبخير از سطح آزاد آب از روش هاي مه ير، مارسيانو، شاهتين، هنفر، ايوانف، تيچوميروف، سازمان عمران اراضي آمريكا و شبكه عصبي مصنوعي استفاده شده و با مقادير تبخير از تشت مقايسه شد. در اين راستا حساسيت مدل هاي فوق به تغييرات در پارامترهاي ورودي با ايجاد تغييرات 10±، 20± و 30± درصد در مقادير سرعت باد، دما و رطوبت نسبي ارزيابي شد. با استفاده از معيارهاي آماري RMSE, MBE, R2 و مقايسه نسبت به خط 1:1 مشخص شد كه محاسبه تبخير از سطح آزاد توسط روش ايوانف داراي بيشترين همبستگي با مقدار تبخير از تشت در منطقه آمل است. بعد از روش ايوانف روش هاي مه ير و تيچوميروف نيز به‌ترتيب دقت زيادي را براي تعيين تبخير از سطح آزاد دارا هستند. بايد گفت در مواردي كه در برداشت پارامترهاي ورودي احتمال بروز خطاهاي انساني و سيستماتيك وجود دارد روش‌هاي ايوانف، مارسيانو و سازمان عمران اراضي آمريكا به‌دليل حساسيت كمتر به تغييرات در پارامترهاي ورودي نسبت به ساير روش‌ها مناسب ترند. نتايج اين تحقيق بيانگر كارايي بالاي مدل پرسپترون چند لايه در برآورد تبخير از سطح آزاد است. شايان ذكر است كه مقادير ضريب همبستگي، جذر ميانگين مربع خطا و ميانگين خطاي مطلق در بهترين مدل به‌ترتيب برابر 95/0، 72/0 و 22/0 است. لذا با محاسبه نسبتاً دقيق تبخير از سطح آزاد مي توان راهكار هاي اساسي و مديريتي موثر در جهت كاهش اثرات بحران ناشي از خشكسالي و حفاظت از منابع آب اعمال كرد.

Evaporation occurs in from water surfaces such as lakes as well as from soil surface. In this study, several methods were applied to estimate evaporation of water surfaces including Mayer, Marciano, Shahtin, Hefner, Ivanof, Tichomirof, USBR and neutral network. The estimated values were compared with measured pan evaporation values. Sensitivity of these methods to input parameters of wind speed, temperature and relative humidity were evaluated using variation rates of ±10, ±20 and ±30%. Analyzing results by statistical indexes of R2, MBE, RMSE and 1:1 line showed that estimated water surface evaporation using Ivanof method offers the best correlation with pan evaporation values in Amol. After Ivanof method, Meyer and Tichomirof methods can estimate water surfaces evaporation with high precision, respectively. In situations with probability of systematic and human faults in measuring input parameters, Ivanof, Marciano and USBR methods are more acceptable rather than other methods because of lower sensitivity to input parameters. Obtained results showed high efficiency of Multilayer perceptrons model for estimating water surfaces evaporation. The values of R2, MBE and RMSE in the best models (neutral network) are equal to 0.95, 0.72 and 5.22, respectively. Accurate estimation of evaporation from surface water provides a vital tool to better manage essential decisions for decreasing harmful effects of drought crisis and protect water resources.