مقايسه روش‌هاي مختلف برآورد تبخير و تعرق پتانسيل در مدل‌سازي جريان رودخانه با استفاده از مدل SWAT در حوزه آبخيز طالقان

Comparison of Potential Evapotranspiration Estimation Methods in Stream flow Modeling Using SWAT in Taleghan Watershed

فرايند تبخير و تعرق يك عنصر كليدي در شبيه‌سازي هيدرولوژيكي تامين آب، مدل‌هاي بارش‌ـ رواناب، محاسبات نفوذ و مدل‌هاي پيش‌بيني خشكسالي است. اخيراً معادلات بسياري براي برآورد تبخير و تعرق سالانه، ماهانه و روزانه در جهان به‌كار برده مي‌شود. در اين مطالعه، تبخير وتعرق پتانسيل حوضه آبخيز طالقان توسط سه روش پريستلي‌ـ تيلور، پنمن‌ـ مانتيث و هارگريوز موجود در مدل SWAT تخمين زده شد. سپس تاثير به‌كارگيري هريك از اين روش‌ها بر شبيه‌سازي هيدرولوژيكي جريان خروجي حوزه آبخيز طالقان در دو دوره واسنجي (2003ـ????) و اعتبارسنجي (2003ـ2005) با استفاده از آماره‌هاي ضريب تبيين (R2)، ريشه ميانگين مربعات خطا (RMSE)، ضريب كارايي نش‌ـ ساتكلايف (NS) و شاخص اريبي (PBIAS) موردارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه حداكثر و حداقل مقادير شبيه‌سازي‌شده تبخير و تعرق و درنتيجه، حداكثر و حداقل مقادير دبي شبيه‌سازي‌شده به‌ترتيب مربوط به روش هارگريوز و روش پريستلي‌ـ‌تيلور بوده است. همچنين بررسي ضرايب ارزيابي نشان داد تفاوت چنداني بين سه روش وجود ندارد. نتيجه آناليز واريانس يك‌طرفه نيز مويد عدم اختلاف معني‌دار در سطح اعتماد 99 درصد در ميانگين دبي ماهانه بين سه روش مذكور است. ساير نتايج نشان داد در دوره اعتبارسنجي روش پنمن‌ـ مانتيث نتايج بهتري را نسبت‌به دو روش ديگر ارايه كرده است.

Evapotranspiration process is a key element in hydrological simulation of water supply, rainfall-runoff models, infiltration calculations and drought prediction models. Recently, several equations were used for estimating annual, monthly and daily evapotranspiration in the world. In this study, the potential evapotranspiration of Taleghan watershed was estimated by three methods in the SWAT model including Priestley Taylor, Penman-Montieth and Hargreaves methods. The influence of applying these methods were evaluated on simulated streamflow of the Taleghan watershed in the calibration (1998 - 2003) and validation (2003 - 2005) periods, using determination coefficient (R2), root mean square error (RMSE), Nash–Sutcliffe performance coefficient (NS) and skew index (PBIAS). Results revealed that the maximum and minimum values of simulated evapotranspiration and consequently, simulated runoff were related to the Hargreaves and Priestley Taylor methods, respectively. Moreover, investigation of statistic coefficients showed that there is no much difference among the three methods. Results of ANOVA also confirmed that there was no statistically significant difference at the 99% level among the simulated mean monthly flow using the three methods. In conclusion, the Hargreaves method provided better results than the two other methods during calibration and validation periods.