توسعه و كاربرد مدل PMF56-Hybrid براي تخمين تبخير و تعرق مرجع در حوزه آبريز درياچه اروميه

Developing PMF56-Hybrid Model and its Application to Predict Reference Evapotranspiration (ET0) in the Lake Urmia Basin

با وجود اهميت مسئله خشك شدن درياچه اروميه، انجام تحقيقات علمي و مبتني بر اصول آبخيزداري در رابطه با آن كمتر به چشم مي خورد. تابش خورشيدي از پارامترهاي كليدي ورودي مدل هاي تخمين نرخ تبخير و تعرق مرجع مي باشد، در اين تحقيق، پس از ارزيابي و انتخاب بهترين مدل تخمين تابش، متوسط ماهانه نرخ تبخير و تعرق مرجع روزانه در 7 ايستگاه هواشناسي واقع در حوزه آبريز درياچه اروميه در دوره آماري 20051986 برآورد شد. مدل هايي كه براي برآورد تابش خورشيدي مورد ارزيابي قرار گرفتند شامل مدل فيزيكي هيبريد (Hybrid)، مدل تجربي آنگسترمپرسكات و مدل هاي اصلاح شده دانشيار و صباغ مي باشند. براي ارزيابي مدل هاي تابش از معيارهاي آماري خطا شامل ME، MAE، RMSE و MPE استفاده شد. مقدار آماره RMSE در مدل هيبريد برابر 7/1 مگاژول بر مترمربع در روز و در مدل هاي آنگسترمپرسكات، اصلاح شده دانشيار و صباغ به ترتيب برابر 9/2، 3/2 و 9/2 مگاژول بر مترمربع در روز به دست آمد. نتايج نشان دهنده كارايي بالاتر مدل هيبريد نسبت به سه مدل ديگر در مقياس ماهانه مي باشد. در مرحله بعد، تأثير انتخاب مدل تابش در برآورد نرخ تبخير و تعرق مرجع توسط مدل استاندارد پنمن مونتيث فائو(PMF56) مورد ارزيابي قرار گرفت. مدل PMF56 با مدل هيبريد تلفيق شده و مدل جديدي به نامPMF56Hybrid توسعه يافت. اين مدل در تخمين نرخ تبخير و تعرق مرجع ايستگاه هاي انتخابي از كارايي بالاتري برخوردار است. نتايج نشان داد كه استفاده از مدل هاي هيبريد و اصلاح شده دانشيار منجر به بهبود تخمين ET0 شده و داراي خطاي كمتري نسبت به دو مدل ديگر مي باشند. مدل واسنجي شده آنگسترومپرسكات، نرخ تبخير و تعرق مرجع را 19 درصد بيشتر برآورد مي كند.

Concerning the drying problem of the Lake Urmia in Iran, so far the relevant scientific research has not been conducted based on watershed management principles. The surface solar radiation (Rs) is one of the key input parameters in most of reference evapotranspiration (ET0) prediction models. In the present research, four solar radiation models were evaluated to predict the monthlymean values of daily ET0 at seven synoptic stations located in the Lake Urmia basin during the 19852005 period. For the ET0 prediction, we applied the PenmanMonteithFAO 56 model (PMF56). At first, we evaluated four radiation models consisting of Hybrid: H, Aring ngstrouml mPrescott: AP, Modified Danear: MD, and Modified Sabbagh: MS. Four statistical criteria used included the mean error (ME), the mean absolute error (MAE), the root mean square error (RMSE), and the mean percentage error (MPE). The mean RMSE value of hybrid model was 1.7 MJ/m2/day while the RMSEs for the AP, the MD and the MS models were 2.9, 2.3, and 2.9 MJ /m2/day, respectively. The results revealed a higher performance of hybrid model to predict the monthly radiation. In addition, the Rs models used in the original PMF56 model were compared with a case in which the measured daily Rs data was used. Finally, by integrating the hybrid model and the PMF56, we developed a coupled model as PMF56Hybrid. The application of the Hybrid and the MD models resulted in a decrease in the RMSEs. The AP model used in the PMF56 showed about 19% overestimation.