ارزیابی مدلهای تجربی و هوشمند در تخمین تبخیر و تعرق مرجع در شرایط حداقل داده اقلیمی؛ مطالعه موردی شهر کرد
نویسندگان
1 کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، گروه مهندسی آب، دانشگاه اراک، ایران
2 دانشکده کشاورزی، گروه مهندسی آب، دانشگاه اراک، اراک،
3 دانشکده کشاورزی گروه علوم دامی، دانشگاه اراک، اراک
doi
چکیده
امروزه منابع آب به شدت تحت تاثیر چرخهی هیدرولوژیکی هستند و برآورد تبخیر و تعرق که جزء اصلی از چرخهی هیدرولوژیکی است، در مدیریت منابع آب نقش بسزایی دارد. این پدیده، غیرخطی و از این لحاظ که پارامترهای بسیاری در برآورد آن دخیل هستند، کاری بسیار مشکل است. روشهای زیادی برای برآورد تبخیر و تعرق وجود دارد که هر کدام با مشکلی مواجه میباشند. بعضی از این روشها مثل لایسیمتر هزینهبر و زمانبر میباشند و برخی دیگر مثل روشهای تجربی اعتبار محلی دارند. استفاده از روشی که بتواند با توجه به ماهیت و استفادهی حداقل از دادههای اقلیمی تبخیر و تعرق را مدل کند، ضروری به نظر میرسد. امروزه شبکههای عصبی که شاخهای از هوش محاسباتی میباشند، در علوم مختلف مورد استفاده قرار میگیرند. در این تحقیق از دادههای روزانهی دو ایستگاه فرخشهر و فرودگاه شهرکرد در بازهی زمانی 2013- 2004 شامل دمای حداقل، دمای حداکثر، رطوبت نسبی میانگین، ساعات آفتابی و سرعت باد در ارتفاع دو متری تحت سناریوهای مختلف استفاده شد. ابتدا به محاسبهی چند روش تجربی در برآورد تبخیر و تعرق مرجع پرداخته شد. روشهای تجربی مورد استفاده این تحقیق هارگریوز، بلانی کریدل، پریستلی تیلور و جنسن هیز بودند. مدل شبکهی عصبی مصنوعی تحت سناریوهای مختلف دادهی ورودی به کمک نرمافزار (R2012b) MATLABطراحی گردید. در این قسمت با انجام تستهای مختلف با توجه به حساسیت و میزان دقت مورد انتظار از دو تابع تانژانت سیگموئید و لوگ سیگموئید در لایه پنهان، تابع خطی در لایه خروجی و قاعدهی آموزش لونبرگ مارکوات استفاده شد. برای ارزیابی مدلها از مدل پنمن مونتیث فائو 56 استفاده شد. شاخصهای آماری RMSE وMAE و Rمحاسبه گردید. نتایج نشان داد که از بین ده سناریوی مورد بررسی، سناریوی یک با هر پنج متغیر ورودی، کمترین خطا را نسبت به روش فائو 56 و عملکرد بسیار بهتری نسبت به روشهای تجربی داشت. از بین روشهای تجربی نیز مدل پریستلی تیلور و هارگریوز عملکرد بهتری داشتند. همچنین نتایج آنالیز حساسیت نشان داد که دمای ماکزیمم و سرعت باد بیشترین تاثیر را بر تبخیر و تعرق مرجع در این منطقه داشتند.