APPLICATION OF THE ENERGY BALANCE ALGORITHM (SUTSEBAL) FOR ESTIMATING THE AMOUNT OF WATER USED IN THE VARAMIN PLAIN
E s t i m a t i o n o f e v a p o t r a n s p i r a t i o n (E T) i s n e e d e d f o r m a n y a p p l i c a t i o n s i n d i v e r s e d i s c i p l i n e s, s u c h a s m e t e o r o l o g y, h y d r o l o g y a n d a g r i c u l t u r e. Q u a n t i f y i n g E T f r o m i r r i g a t e d p r o j e c t s i s i m p o r t a n t f o r w a t e r r i g h t s m a n a g e m e n t, w a t e r r e s o u r c e s p l a n n i n g, w a t e r r e g u l a t i o n a n d i r r i g a t i o n s y s t e m p e r f o r m a n c e. A c o m m o n w a y o f d e s c r i b i n g i r r i g a t i o n s y s t e m p e r f o r m a n c e i s b y c o m p a r i n g w a t e r s u p p l y a n d d e m a n d. E s t i m a t i o n o f w a t e r s u p p l y i s a s t r a i g h t f o r w a r d e x e r c i s e i n m o s t c a s e s. H o w e v e r, e s t i m a t i o n o f w a t e r d e m a n d h a s p r o v e d t o b e m u c h m o r e d i f f i c u l t. D a t a a r e r e q u i r e d o n i r r i g a t e d a r e a s, t y p e s o f c r o p, c r o p p i n g c a l e n d a r s a n d s p e c i f i c c r o p w a t e r d e m a n d. G i v e n t h e s e d a t a, i t b e c o m e s p o s s i b l e t o c a l c u l a t e t h e t o t a l c r o p w a t e r r e q u i r e m e n t s f o r e a c h s y s t e m. H o w e v e r, e s t i m a t i o n o f w a t e r d e m a n d p r o v e s t o b e m o r e d i f f i c u l t, d u e t o t h e a b s e n c e o f d a t a o n i r r i g a t e d a r e a s a n d c r o p p i n g p a t t e r n s. R e m o t e S e n s i n g (R S) a l g o r i t h m s a r e c u r r e n t l y u s e d t o s p a t i a l l y e s t i m a t e s u r f a c e e n e r g y f l u x e s,e.g., e v a p o t r a n s p i r a t i o n. M a n y o f t h e s e e n e r g y b a l a n c e m o d e l s u s e i n f o r m a t i o n d e r i v e d f r o m s a t e l l i t e i m a g e r y, s u c h a s M O D I S, A V H R R, a n d L a n d s a t, t o e s t i m a t e r e g i o n a l E T. T h e R S a p p r o a c h t o e s t i m a t e E T p r o v i d e s a d v a n t a g e s o v e r t r a d i t i o n a l m e t h o d s. O n e o f t h e m o s t i m p o r t a n t a d v a n t a g e s i s t h a t i t c a n p r o v i d e r e g i o n a l e s t i m a t e s o f a c t u a l E T a t l o w c o s t. C o m p a r e d w i t h t r a d i t i o n a l p o i n t m e a s u r e m e n t m e t h o d s (e.g., l y s i m e t e r s a n d w e a t h e r s t a t i o n d a t a), t h i s a p p r o a c h c a p t u r e s t h e s p a t i a l v a r i a b i l i t y b e t w e e n a n d w i t h i n a g r i c u l t u r a l f i e l d s.T h e S u r f a c e E n e r g y B a l a n c e A l g o r i t h m f o r L a n d (S E B A L) i s a n i m a g e p r o c e s s i n g m o d e l f o r c a l c u l a t i n g E T a s a r e s i d u a l o f t h e s u r f a c e e n e r g y b a l a n c e, w h i c h w a s d e v e l o p e d i n t h e N e t h e r l a n d s b y B a s t i a a n s s e n. I n t h i s p a p e r, a n e w a l g o r i t h m s w a s d e v e l o p e d t o u s e s y n o p t h i c w e a t h e r s t a t i o n d a t a i n l a r g e a r e a s f a c e d w i t h l a c k o f d a t a, i n t o a s u r f a c e e n e r g y b a l a n c e, c o u p l e d w i t h r e m o t e s e n s i n g s a t e l l i t e-b a s e d m u t i s p e c t r a l i m a g e s, A V H R R, c a l l e d, t h e S h a r i f U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y S U T-S E B A L, b u i l t o n t h e s a m e t h e o r e t i c a l b a s i s a s i t s p r e d e c e s s o r,S E B A L, t o e s t i m a t e s p a t i a l E T a n d a c t u a l w a t e r u s e i n a g r i c u l t u r e i n t h e V a r a m i n P l a i n (S o u t h o f T e h r a n), f r o m 2002-2005. T h e r e s u l t s s h o w t h a t a g r i c u l t u r a l w a t e r u s e i n t h i s i r r i g a t i o n s y s t e m i s a r o u n d 400 M C M a n n u a l l y. T h e i r r e s u l t s w e r e c o m p a r a b l e w i t h c o n v e n t i o n a l m e t h o d s, i n c l u d i n g C R O P W A T. T h e r e s u l t s a l s o c a n b e u s e d f o r a c c u r a t e l y e s t i m a t i n g E T f o r l a r g e p o p u l a t i o n s o f f i e l d a n d w a t e r u s e r s, a n d t o q u a n t i f y n e t g r o u n d-w a t e r p u m p a g e i n t h i s a r e a, s i n c e w a t e r e x t r a c t i o n f r o m u n d e r g r o u n d i s n o t m e a s u r e d. E T e s t i m a t e s t h a t s a t e l l i t e i m a g e s u s i n g S U T-S E B A L m a y u l t i m a t e l y r e p l a c e c u r r e n t p r o c e d u r e s u s e d b y t h e T e h r a n W a t e r C o m p a n y a n d o t h e r m a n a g e m e n t e n t i t i e s t h a t r e l y o n f i e l d v i s i t s a n d s i m p l e g r o u n d m e a s u r e m e n t s.
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