بررسی و توسعه معادله تبخیرتعرق هارگریوز ـ سامانی برای شرایط رطوبتی مختلف

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

2 استاد گروه آبیاری و زهکشی پردیس کشاورزری و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران.

3 گروه فیزیک فضا، مؤسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران.

چکیده

محاسبه تبخیرتعرق مرجع به عنوان جزئی از معادله پایستگی انرژی کاری بس دشوار است، از این رو محققین زیادی با ارائه روش‌های مختلف سعی در برآورد آن داشته‌اند. در این بین رابطه فائو پنمن ـ مانتیث به عنوان روشی بر مبنای فیزیک مسئله تبخیر، جایگاه ویژه‌ای در امر برآورد تبخیرتعرق دارد، اما از آنجایی که معمولا تعداد کمی از پارامترهای هواشناسی در دسترس هستند، مسئله نیازمند بودن به پارامترهای مختلف در این رابطه، استفاده از این رابطه را محدود کرده است. در نتیجه، روش‌هایی همچون روش هارگریوز ـ سامانی که نیازمند کمترین و معمول‌ترین پارامترها یعنی دما می‌باشد، برای برآورد تبخیرتعرق رواج یافته است. علی‌رغم این نقطه قوت، روش هارگریوز ـ سامانی برآوردهای مناسبی برای مناطق مرطوب ندارد.
در پژوهش حاضر با مرور تاریخچه توسعه رابطه هارگریوز ـ سامانی، روشی اصلاحی برای شرایط رطوبتی مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور جامعیت بخشیدن به پژوهش، داده‌های 4169 ایستگاه در سطح کشورهای مختلف تهیه و روش هارگریوز ـ سامانی و دو روش اصلاح شده دیگر بر پایه آن با مقادیر تبخیرتعرق برآورد شده از روش فائو پنمن ـ مانتیث مقایسه شده‌اند.
نتایج حاصل  نقاط ضعف دیگری همچون محدودیت برآورد حدود فرین تبخیرتعرق در شرایط خاص را در روش هارگریوز ـ سامانی آشکار کرد. همچنین روش اصلاحی مورد بحث در مقاله حاضر باعث بهبود آماره‌های مختلف طی گسترة وسیعی از شرایط رطوبتی شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Evaluation and Development of Hargreaves-Samani Evapotranspiration Equation Based on Humidity Conditions

نویسندگان [English]

  • Seyed Muhammadreza Tabatabaei 1
  • Teymour Sohrabi 2
  • Alireza Mohebalhojeh 3
  • Abdolhossein Hoorfar 1
1 Department of Irrigation and Reclamation Engineering, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran.
2 Professor, Dept. of Irrigation and Reclamation Engineering, Univ. College of Agriculture and Natural Resources, Univ. of Tehran, Karaj, Iran.
3 Department of Space Physics, Institute of Geophysics, University of Tehran, Tehran, Iran.
چکیده [English]

 
The Hargreaves-Samani method of estimating reference evapotranspiration (ETo) has been recommended by irrigation and drainage paper No.56 of the Food and Agricultural Organization of the United Nations (FAO)  in the situations that weather data are missing. since the method requires just measured temperature, the it has been used in several studies over the past decades. FAO paper No. 56 and other investigations has mentioned that Hargreaves-Samani method is an overestimating method in humid cliamtes. Hence, the method has been calibrated for different site and situations. This issue made the purpose of the current study. In this study, the history of the development of Hargreaves-Samani method has been reviewed. Thus, an equation for adjusting humidity condition is discussed. To compare the goodness of models,  ETo was calculated based on 3 different methods: 1) Hargreaves-Samani method 2) Allen modified method of Hargreaves-Samani, and 3) the modified method of Hargreaves-Samani based on relative humidity. Also ETo was calculated according to FAO Penman-Montith method as a control estimation. The values were calculated for monthly weather reports of 4,169 stations from CLIMWAT v2.0 all around the world. The results showed that the Hargreaves-Samani’s method has a weakness of estimation under extreme conditions. Interestingly, the corrected method improved precision of the estimations especially in arid and semi-arid locations.

کلیدواژه‌ها [English]

  • FAO Penman-Monteith Equation
  • Hargreaves-Samani Equation
  • Reference Evapotranspiration Water-Energy Balance

مراجع

Alizadeh, A., Mirshahi, B., Hasheminia, S. M., Sanaeinezhad, S. H. (2001). Accuracy and behavior of Hargreaves-Samani and evaporation pan methods in estimation of evapotranspiration in Khorasan. Nivar, 42-43, 51-70. (In Persian)
Allen, R. G. (1993). Evaluation of a temperature difference method forcomputing grass reference evapotranspiration. Rep. submitted to FAO, Rome. From: Hargreaves, G. H., & Allen, R. G. (2003). History and evaluation of Hargreaves evapotranspiration equation.
Allen, R. G., Pereira, L. S., Raes, D., & Smith, M. (1998). FAO Irrigation and drainage paper No. 56. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations, 56(97), e156.
Amatya, D. M., Skaggs, R. W., & Gregory, J. D. (1995). Comparison of methods for estimating REF-ET. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 121(6), 427-435. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9437(1995)121:6(427)
Droogers, P., and Allen, R. G. (2002). Estimating reference evapotranspiration under inaccurate data conditions. Irrigation and Drainage Systems, 16(1), 33-45. https://doi.org/10.1023/A:1015508322413
Ghamarnia, H., and Yosefvand, M. (2018). Comparison of different methods of reference evapotrantranspiration based on radiation methods in different Iran climate condition. Water and Irrigation Management, 8(2), 237-251. doi: 10.22059/jwim.2018.266842.636. (In Persian)
Hargreaves, G. H. (1977). Discussion of “Consumptive use of water and irrigation water requirements”. Journal of the Irrigation and Drainage Division, 103(2), 287-290. https://doi.org/10.1061/JRCEA4.0001153
Hargreaves, G. H., & Allen, R. G. (2003). History and evaluation of Hargreaves evapotranspiration equation. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 129(1), 53-63.
Hargreaves, G. H., & Samani, Z. A. (1982). Estimating potential evapotranspiration. Journal of the Irrigation and Drainage Division, 108(3), 225-230.
Hargreaves, G. H., & Samani, Z. A. (1985). Reference crop evapotranspiration from temperature. Applied Engineering in Agriculture, 1(2), 96-99.
Hargreaves, G. L., Hargreaves, G. H., & Riley, J. P. (1985). Irrigation water requirements for Senegal River basin. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 111(3), 265-275. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9437(1985)111:3(265)
Itenfisu, D., Elliott, R. L., Allen, R. G., & Walter, I. A. (2003). Comparison of reference evapotranspiration calculations as part of the ASCE standardization effort. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 129(6), 440-448. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9437(2003)129:6(440)
Jensen, M. E., Burman, R. D., & Allen, R. G. (1990). Evapotranspiration and irrigation water requirements: ASCE manual No. 70. New York, NY.
Monteith, J. L. (1965). Evaporation and environment. In Symposia of the society for experimental biology (Vol. 19, pp. 205-234). Cambridge University Press (CUP) Cambridge.
Penman, H. L. (1948). Natural evaporation from open water, bare soil and grass. Proceedings of the Royal Society of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences, 193(1032), 120-145.
Sharifan, H., Dehghani, A. A., & Karimirad, I. (2013). Correction factor for Hargreaves-Samani method to estimate ETo (Case study: Gorgan synoptic station). Journal of Water and Soil Conservation, 19(3), 227-235. https://dorl.net/dor/20.1001.1.23222069.1391.19.3.13.8. (In Persian)
Temesgen, B., Eching, S., Davidoff, B., & Frame, K. (2005). Comparison of some reference evapotranspiration equations for California. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 131(1), 73-84. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9437(2005)131:1(73)
Trajkovic, S. (2007). Hargreaves versus Penman-Monteith under humid conditions. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 133(1), 38-42. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9437(2007)133:1(38)
تحقیقات آب و خاک ایران
دوره 53، شماره 12
اسفند 1401
صفحه 2863-2873

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار