برآورد مقدارتبخیر-تعرق محدوده متاثر از عرصه پخش سیلاب با استفاده از الگوریتم متریک

تبخیر و تعرق (ET)، یکی از مهم ترین عوامل موثر در چرخه هیدرولوژیکی است و تعیین کننده اصلی معادلات انرژی در سطح زمین است. برآورد تبخیر و تعرق برای هیدرولوژی، آبیاری، جنگل و مرتع و مدیریت منابع آب مهم است. تبخیر و تعرق، بیلان آب و انرژی خاک را که عمدتا در مدل های گردش عمومی و مدلسازی آب و هوا مورد استفاده قرار می گیرد، تحت تاثیر قرار می دهد. در نتیجه، پیش بینی جریان آب رودخانه، پیش بینی عملکرد محصول، سامانه های مدیریت آبیاری، کیفیت آب رودخانه/دریاچه همگی به سطوح تبخیر و تعرق بستگی دارند. به همین دلیل، برآورد دقیق بیلان آب ضروری است. مدل های متعددی برای تخمین تبخیر و تعرق با استفاده از روش های سنجش از دور توسعه یافته است. بررسی تحقیقات اخیر نشان می دهد که سنجش از دور و استفاده از تصاویر ماهواره ای توانایی بالایی در تخمین میزان تبخیر و تعرق واقعی دارد.

هدف از این پژوهش، واسنجی الگوریتم METRIC در تخمین تبخیر و تعرق دشت سهرین-قره چریان است که تحت تاثیر پخش سیلاب قرار گرفته است. این روش به وسیله بسیاری از محققان در سراسر جهان برای تخمین تبخیر و تعرق استفاده شده است. از سوی دیگر، برآورد تبخیر و تعرق واقعی در دشت های متاثر از سیلاب، به ویژه پخش سیلاب بر آبخوان دشت سهرین- قره چریان از اهمیت بالایی برخوردار است. لذا، این پژوهش با هدف تخمین تبخیر و تعرق با استفاده از الگوریتم متریک در دشت سهرین-قره چریان به منظور مدیریت بهینه منابع آب در منطقه و مناطق با شرایط مشابه انجام شد. در این پژوهش، از داده های هواشناسی روزانه و ساعتی ایستگاه سینوپتیک فرودگاه زنجان از سال 2020 تا 2021 استفاده شد که این داده ها شامل کمینه و بیشینه دما، کمینه و بیشینه رطوبت، میانگین سرعت باد، ساعات آفتابی و فشار هوا بود. برای بررسی کاربرد الگوریتم متریک، تصاویر Landsat 8 برای سال آبی 1400-1399 دانلود و پیش پردازش و پردازش های لازم بر روی آن ها انجام شد. تصاویر Landsat در فواصل 16 روزه با وضوح مکانی 30 متر و از سایت سازمان زمین شناسی ایالات متحده (http://glovis.usgs.gov) به دست آمد. پس از پردازش تصاویر، شار خالص تشعشع سطح زمین و شار حرارتی زمین با استفاده از شارهای تشعشعی ورودی-خروجی از آلبدو، گسیل مندی، دمای سطح زمین و شاخص های گیاه به دست آمد. سپس، شار حرارتی محسوس با تعیین پیکسل های سرد و گرم محاسبه و در  آخر، نقشه های تبخیر و تعرق استخراج شد.

نتایج و بحث:

نتایج نشان داد، با افزایش تراکم پوشش گیاهی، تبخیر و تعرق روزانه نیز افزایش می یابد. در ابتدای دوره رشد، دامنه تبخیر و تعرق بین 0.08 تا 4.97 میلی متر در روز تخمین زده شد در حالی که این مقدار در اواسط و اواخر فصل رشد به ترتیب در محدوده 0.086 تا 5.56 و 0.59 تا 9.57 میلی متر در روز تخمین زده شد. بر اساس نتایج، این پژوهش تبخیر و تعرق حاصل از مدل بیلان آب خاک و مدل متریک به ترتیب معادل 24115 و 25648 متر مکعب در سال برآورد شد. اعتبارسنجی نتایج مقدار تبخیر و تعرق حاصل از مدل متریک با مقدار تبخیر و تعرق واقعی حاصل از مدل بیلان آب خاک مقایسه شد که ضریب خطا معادل 5.97 درصد به دست آمد.

با توجه به نتایج این پژوهش، مشخص شد استفاده از مدل های بیلان انرژی با بهره گیری از علم سنجش از دور امکان برآورد تبخیر و تعرق را به صورت منطقه ای فراهم می کند. از طرفی، درصد خطای محاسباتی نشان می‎دهد الگوریتم متریک برای برآورد ET در منطقه مورد مطالعه از دقت لازم برخوردار است.