حسین ثنائی نژاد
-
تبخیر-تعرق از اجزاء اصلی معادله بیلان آب می باشد که اندازه گیری مقادیر واقعی آن کار بسیار دشواری است. به دلیل اینکه میزان تبخیر-تعرق تابعی از توپوگرافی، اقلیم، نوع پوشش گیاهی، نوع کاربری زمین و خصوصیات خاک می باشد، بنابراین استفاده از مدل های قابل اعتمادی که بتوانند مقادیر واقعی تبخیر-تعرق را در مقیاس مکانی تخمین بزنند کمک شایانی به حل معادله بیلان آب می کند. هدفاصلی این پژوهش ارزیابی مدل سبال برای برآورد تبخیر-تعرق واقعی با استفاده از روش های سنجش از دوری در زمین های دارای کاربری اراضی متفاوت از جمله کشت آبی، کشت دیم و مراتع می باشد، است. در دهه های اخیر روش های متعددی برای اندازه گیری و تخمین تبخیر-تعرق واقعی به وسیله پژوهشگران پیشنهاد شده است. از آنجاکه روش های مذکور عمدتا نیازمند داده های اندازه گیری شده زمینی زیادی بوده و این اندازه گیری ها به صورت نقطه ای می باشند، دارای محدودیت هستند. تکنیک سنجش از دور برای تخمین این مولفه در سطح وسیع و در بازه زمانی کوتاه، می تواند کمک کننده باشد. بنابراین در این پژوهش، مقادیر تبخیر-تعرق واقعی با استفاده از الگوریتم سبال و تکنیک سنجش از دور در منطقه فریمان از توابع استان خراسان رضوی که دارای اقلیم نیمه خشک می باشد، در سال های 1393، 1394 و 1395 برای 8 روز و با استفاده از تصاویر سنجنده لندست 8، برآورد شد. با توجه به وسیع بودن منطقه مورد مطالعه و عدم امکان استفاده از وسایل اندازه گیری دقیق تبخیر-تعرق واقعی مانند لایسیمتر، برای صحت سنجی نتایج بدست آمده از الگوریتم سبال، از روش استاندارد فایو پنمن-مانتیث به عنوان مقادیر مرجع استفاده شد. مقایسه آماری مقادیر تبخیر-تعرق بدست آمده از الگوریتم سبال با خروجی های روش فایو پنمن-مانتیث به طور کلی نشان می دهد که ضریب تبیین، 96/0 و میانگین مربعات خطا 5/0 میلیمتر در روز می باشد. این نتایج بیانگر دقت بالای الگوریتم سبال در تخمین مقدار تبخیر-تعرق واقعی در اقلیم نیمه خشک می باشد.
کلید واژگان: الگوریتم سبال, تبخیر-تعرق واقعی, خراسان رضوی, سنجش از دورIntroductionPresent study estimated the large-scale actual evapotranspiration in multiple land use landscape (e.g., Irrigated cultivation, rainfed and pastures) by employing the remote sensing approaches. Measurement of actual evapotranspiration is a difficult process which was calculated as a function of the various climatic and topographical factors for the studied area. Thus, using of models which can estimate the amount of actual evapotranspiration owing to a large and high reliability factor is one of applicable solutions. In recent decades, some methods have been proposed by researchers to determine and measure the actual evapotranspiration. These methods had some limitations and they mainly require a large number of ground-based measurements. Employing the methods based on meteorological stations data from the past has been used as a reference for the estimation of actual evapotranspiration. There are a number of disadvantages of traditional measurement operation such as the lack of sufficient number of measurement points, incomplete meteorological data in many areas, high cost and time consuming of collecting terrestrial information. On the other hand, these measurements are usually based on the weather stations (point based). So, the techniques based on remote sensing data have been developed to tackle these problems. Remote sensing technology has the ability to collect data in large spatial ranges and in short time ranges and the best method to estimate the actual evapotranspiration for areas with difficulty data access or lack of data.
Material and methodsIn this study, actual evapotranspiration values were measured by using Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL) and Remote Sensing Technique in Fariman area of Khorasan Razavi province. The ground data were used in this study which are included as wind speed, dry temperature, relative humidity, minimum temperature, maximum temperature, sun hours, radiation and evaporation. These parameters were extracted from the automatic and synoptic stations of Fariman. Furthermore, Landsat 8 satellite images were employed to estimate the actual evapotranspiration, that were downloaded from the USGS website in geotiff format. In order to calculate the required parameters, eight days of landsat-8 satellite images (in 2015 and 2016) were used to enhance the proper estimation. In the SEBAL algorithm, the actual evapotranspiration is calculated as the latent heat flux which were determined by using the energy balance equation at the time of the satellite overpass. Because of the large area of study and the impossibility of using accurate evapotranspiration instruments such as lysimeter, eddy covariance and etc., for validation of the results of SEBAL algorithm, the FAO Penman-Monteith standard method was used as the reference. Comparisons among results were considered based on some indexes like R2 and RMSE.
Results and discussionThe values of different parameters of the SEBAL algorithm were calculated parametrically. These parameters included as the normalized different vegetation index (NDVI), net radiation flux, land surface temperature, difference between air and land surface temperature, soil heat flux, sensible heat flux and finally actual instant and daily evapotranspiration. Statistical comparison of the SEBAL outcomes with FAO Penman-Monteith method shows that the coefficient of determination is 0.96 and the mean squared error is 0.5 mm per day. These results indicate the high accuracy of SEBAL algorithm in estimating actual evapotranspiration in semi-arid climates with multiple land use landscapes.
ConclusionsIn this study, the actual evapotranspiration was estimated for part of the Fariman region with irrigated cultivation, rainfed and pasture lands by using the SEBAL algorithm. This model is a remote sensing method based on physical equations. The developed model which was based on the remote sensing technique estimates the amount of evapotranspiration owing to large - scale areas and areas where meteorological data are not available. The most important limitation of this study was the absence of measured actual evapotranspiration owing to which it was finally tried and examined by the best possible method to validating the estimated values . Therefore, the results obtained from the SEBAL algorithm were compared with the results of the FAO-Penman-Monteith method. Results show that the drift of the values obtained from the SEBAL algorithm was slightly higher than the reference method in some days, and some days it was lower. In total, the accuracy of the final results for the entire study area can be deduced from the accuracy of the results obtained in the considered part of the images and the integrity of the parameters used throughout the images. Finally, by considering the obtained results, it can be concluded that the SEBAL algorithm has reliable outputs for different land use areas and can be used.
Keywords: Actual Evapotranspiration, Khorasan Razavi, Remote Sensing, SEBAL Algorithm -
دمای سطح زمین (LST) پارامتری مهم در سیستم های اقلیمی و آب و هوایی است. یکی از راههای منحصر به فرد تخمین این پارامتر مهم اقلیمی، استفاده از فناوری سنجش از دور است. اما محصولات ماهواره ای یا دارای قدرت تفکیک مکانی پایین هستند یا دارای قدرت تفکیک زمانی پایین که پتانسیل کاربرد آنها را در مطالعات مختلف با محدودیت مواجه می سازد. در سال های اخیر، استفاده از تکنیک های ادغام مکانی- زمانی به منظور تولید تصاویر با قدرت تفکیک مکانی و زمانی زیاد همزمان، مورد تحقیق و بررسی گستردهای قرار گرفته اند. در این مطالعه برای تولید تصاویر LST با قدرت تفکیک مکانی سنجنده TIRS لندست و قدرت تفکیک زمانی سنجنده مودیس، از الگوریتم انعطافپذیر ادغام داده مکانی- زمانی (FSDAF) استفاده شد. اعتبارسنجی کمی و کیفی تصاویر تولید شده توسط مقایسه با LST واقعی لندست انجام شد. نتایج نشان داد الگوریتم FSDAF هم از لحاظ کیفی و هم از لحاظ کمی، از دقت بالایی در برآورد داده های روزانه LST برخوردار است. میزان پارامترهای RMSE و MAE تصاویر مصنوعی نسبت به تصاویر واقعی به ترتیب بین 1/18 تا 1/71 و 88/0 تا 1/29 درجه سانتی گراد بود. میزان همبستگی بالاتر از 0/87 و اریبی بین 0/6- تا 1/45 درجه سانتی گراد نیز موید دقت و صحت بالای الگوریتم در برآورد LST شبه لندست در مقیاس زمانی روزانه است.
کلید واژگان: دمای سطح زمین, ادغام مکانی- زمانی, لندست, مودیس, سنجش از دورLand Surface Temperature (LST) is an important parameter in weather and climate systems. Satellite remote sensing is a unique way to estimate this important parameter. However, satellite products have either low spatial resolution or low temporal resolution that limits their potential use in various studies. In recent years, the use of Spatio-temporal fusion techniques to produce high resolution simultaneous spatial and temporal images has been extensively investigated. In this study, a Flexible Spatio-temporal Data Fusion (FSDAF) was used to produce Landsat-like LST images with Landsat spatial resolution and MODIS temporal resolution. The quantitative and qualitative validation of the images was performed by comparing them with the Actual Landsat LST images. The results showed that the FSDAF algorithm has high accuracy in estimating daily LST data both qualitatively and quantitatively. The RMSE and MAE parameters of the images produced compared to the actual Landsat images were 1.18 to 1.71 and 0.88 to 1.29°C, respectively. The correlation coefficient above 0.87 and bias between -0.6 to 1.45°C also confirms the high accuracy of the algorithm in estimating Landsat-like land surface temperature on a daily time scale.
Keywords: Land Surface Temperature, Spatio-temporal Fusion, Landsat, MODIS, Remote sensing -
این پژوهش به مدلسازی الگوهایی جدید برای برآورد میانگین رطوبت نسبی روزانه در سه ناحیه مختلف اقلیمی ایران و ایستگاههای نمونه پرداخته است. به این منظور از خوشهبندی اقلیمی افرازی میانهمحور که طبق آن کشور ایران به سه خوشه ساحلی، کوهستانی و بیابانی و نیمه بیابانی تقسیم شده، استفاده و برای تعیین ایستگاههای نمونه، نمونهگیری سیستماتیک انجام شد. داده های مورد نیاز از هر ایستگاه دریافت و الگوهای رگرسیونی خطی پس از غربال و آماده سازی آن ها برازش داده شد. پس از بررسی آماره های لازم و برقراری فرض های زیربنایی برترین الگوها ارایه گردید. تمامی الگوهای ارایه شده جدید در این پژوهش وجود عرض از مبدا را تایید می کنند. دامنه عرض از مبدا الگوهای سه خوشه و ایستگاههای نمونه در بازه 77/0 تا 46/14 قرار دارد. توانایی بالای الگوهای برآورد میانگین رطوبت نسبی ارایه شده با ضرایب همبستگی (R)، ضرایب تعیین (R2) و آماره های F به دست آمده، تایید شد. در اکثر الگوها رطوبت نسبی ساعت 15 در برآورد میانگین رطوبت نسبی موثرتر است. بیشترین تاثیر رطوبت نسبی ساعت 15 با مقدار 3/45% در خوشه بیابانی و نیمهبیابانی برای برآورد میانگین رطوبت نسبی روزانه دیده شد. سنجش برتری الگوهای مرسوم نسبت به الگوهای پیشنهادی این پژوهش با معیار میانگین مربع خطا (MSE) انجام شد. نتیجه توانایی بالای الگوهای پیشنهادی در برآورد این میانگین است. برای مثال مقدار میانگین مربعات خطا برای الگوی رطوبت نسبی پیشنهادی اقلیم ساحلی و الگوی مرسوم به ترتیب (34/5 و 61/10) میباشد که معدل کمترین خطا مربوط به الگوی رطوبت نسبی پیشنهادی برای این خوشه است. لذا استفاده از این الگوها در برآورد میانگین رطوبت نسبی روزانه برای هر اقلیم و ایستگاههای نمونه آن پیشنهاد میشود.
کلید واژگان: الگوی رگرسیونی, رطوبت نسبی, نواحی اقلیمی ایران, نمونه گیری سیستماتیکIntroductionThe behavior of daily changes of relative humidity is quite variable. We first draw the curve of this variable on a normal day. And it can be seen that the distribution of this variable is not normal. The curve of this variable is a skewed curve to the right. Therefore, the equal coefficients could be used only as an approximation for estimating the daily average of relative humidity. Climatic conditions of the meteorological stations are also another parameter to be considered. This research presents a new method for estimating the daily average of relative humidity in three climatic regions of Iran. The patterns for the sample stations in each climatic region were presented separately.
Materials and MethodsE. Eccel (2012) developed an algorithm to simulate the relative humidity of the minimum daily temperature in 23 weather stations in the ALP region of Italy. In this research, the base pattern was calibrated by temperature and precipitation measurement. Ephrath, et al. (1996) developed a method for the calculation of diurnal patterns of air temperature, wind speed, global radiation, and relative humidity from available daily data. During the day, the air temperature was calculated by: (1) (2) Where S(t): Dimensionless function of time, DL: Day Length h, LSH: the time of maximum solar high h, ta: current air temperature, P: the delay in air Tmax with respect to LSH h. Farzandi, et al. (2012) presented more accurate patterns for estimating daily relative humidity from the humidity of Iranian local standard hours and daily precipitation variables, the minimum, maximum, and average daily temperature in coastal regions. The purpose was to present linear and nonlinear patterns of daily relative humidity separately for different months (12 patterns) and annually in coastal regions (the Caspian Sea, the Persian Gulf, and the Oman Sea).Mirkamandar, et al. (2020) modified new patterns of diurnal temperature based on climatically clustering in Iran. The final pattern has an interception and new coefficients to estimate the daily average of temperature. Rezaee-Pazhand, et al. (2008) introduced new patterns for estimating the daily average temperature in arid and semiarid regions of Iran. The final pattern has an interception and new coefficients to estimate the daily average of temperature. (3) Veleva, et al. (1996) showed that the atmospheric temperature-humidity complex (T-HC) of sites located in a tropical humid climate cannot be well characterized by annual average values. Better information is given by the systematic study of daily changes of temperature (T) and relative humidity (RH), which can be modeled by linear and parabolic functions. Farzandi et al. (2011) divided Iran into three climatic clusters. Which were used in the present work. First, a classification that provides climatological clustering. This clustering was used the data of annual relative humidity, temperature, precipitation, altitude, range of temperature, evaporation, and three indices of Demartonne, Ivanov, and Thornthwaite. Iran was partitioned into three clusters i.e. coastal areas, mountainous range, arid and semi-arid zone. Several clustering methods were used and the around method was found to be the best. Cophenetic correlation coefficient and Silhouette width were validation indices. Homogeneity and Heterogeneity tests for each cluster were done by L-moments. The “R”, software packages were used for clustering and validation tests. Finally, a clustering map of Iran was prepared using “GIS”. The data of 149 synoptic stations were used for this analysis. Systematic sampling was done to select sample stations. The linear regression model was fitted after screening and data preparation. A model was presented for estimating the daily average temperature in each climatic region and sampling stations in each cluster. The best models were presented by reviewing the required statistics and analyzing the residuals. The calibration and comparison of the presented patterns in this paper with commonly applied models were undertaken to calculate the mean squared error. “SPSS.22” software was used for analysis.
Results and DiscussionThe coefficient of determination (R2) and the Fisher statistics showed that the patterns had a good ability to estimate the daily average of relative humidity. The daily average of relative humidity patterns confirmed an interception in the equations. Standardized coefficients showed that predictor variables were not weighted in all of the patterns. The mean squares errors were a measure of the applicability of patterns. The accuracy of the estimating daily average of relative humidity recommended models in three climates was confirmed by calculating the mean squared errors. The proposed patterns of this study had less error than the common patterns.
ConclusionThe relative humidity at 3 pm was more effective in estimating the daily average. The independent assumption of the residual was confirmed with the acceptable value of Durbin-Watson statistics. The averages of the residuals in each pattern was zero. According to the graphs, stabilization of variance can be seen based on the residual on each pattern in each cluster. Proposed patterns were calculated according to mathematical principles. But the common patterns did not observe these mathematical principles. The mean squares errors (MSE) of proposed patterns were less than common patterns. Therefore, the patterns presented in this study are more powerful than common patterns.
Keywords: climatic regions, regression patterns, Relative humidity, systematic sampling -
داده های دیده بانی شده در ایستگاه های هواشناسی زیربنای گستره وسیعی از برنامه های اجرایی و مطالعات کاربردی در علوم مختلف می باشد و استفاده از این داده ها در مطالعات و برنامه ریزی ها بدون اطمینان از صحت و دقت آن ها می تواند منجر به نوعی عدم قطعیت در نتایج به دست آ مده شود. یکی از اشکالاتی که در سازمان هواشناسی و سایر ارگان های تحقیقاتی مرتبط وجود دارد عدم مستندسازی اشکالات در سامانه دیده بانی های جوی است. به نحوی که بر اساس مطالعات نگارندگان تا کنون تجربه ای از مستندسازی این اشکالات، در منابع داخلی و خارجی مشاهده نشد. بنابراین در این مقاله سعی شده است تا ضمن بررسی مسایل و مشکلات، در سامانه دیده بانی و پایش داده های جوی سازمان هواشناسی کشور، نسبت به مستندسازی این اشکالات با رویکرد آسیب شناسانه اقدام شود. در این پژوهش فرآیند تولید، اندازه گیری، ثبت و آماده سازی داده ها در ایستگاه های هواشناسی کشور بررسی شد و ایستگاه های هواشناسی استان خراسان رضوی به عنوان نمونه انتخاب و به طور میدانی مورد ارزیابی قرار گرفتند. در این پژوهش ضمن بررسی منابع و اسناد بالادستی سازمان هواشناسی کشور و سازمان جهانی هواشناسی، از روش هایی نظیر بررسی های میدانی، مطالعات موردی و روش هایی نظیر توزیع پرسش نامه و مصاحبه با افراد صاحب نظر و خبره، برای به دست آوردن اطلاعات و مستندسازی اشکالاتی که در این فرآیند وجود داشت استفاده شد. عمده اشکالاتی که صحت داده ها را تحت تاثیر قرار داده و می تواند سبب بروز عدم قطعیت هایی در نتایج به دست آمده حاصل از مطالعات شود، را می توان در مسایل مربوط به نیروی انسانی، مسایل مرتبط با ایستگاه ها، مسایل مربوط به تجهیزات و ادوات ،مسایل مدیریتی، و همچنین مسایل مالی و تحریم ها خلاصه نمود.
کلید واژگان: مستندسازی, دیده بانی, پایش, صحت, دقتIntroductionOne of the issues in the Meteorological Organization is the lack of documentation of errors in the process of producing, measuring, recording and preparing data in the atmospheric observation system. Also, the poor data quality, missing data, inappropriate spatial density of meteorological stations are the major problems faced by climatology researchers in Iran. Nonstandard distance of stations, inappropriate co-locating of stations, human errors in reading and recording data, errors in measuring equipment, different methods of measurment, Non maintenance and calibration of station, constructions around the stations, changes in the type of instruments and sensors for atmospheric parameters measurement and station relocation during the statistical period are other problems that affect the accuracy of the meteorological data.
Materials and MethodsThe aim of this study is to investigate and document the problems in the system of monitoring and interpretation of atmospheric data in Iran with a pathological approach. To that end, articles, specialized books, high-end documents such as World Meteorological Organization documents, programs, plans and documents of the Meteorological Organization, guidelines and directives, were reviewed. In addition, field assessments and case studies were conducted using methods such as preparing a questionnaire and interviewing experts.
Results and discussionThe results of the questionnaire and interviews with experts showed:1- Synoptic experts have between 70% to 90 % of the required skills.2- Respondents knew between 70% to 90 % of the standards and guidelines.3- Between 50% to 70% of the standards are adhered in the network of meteorological stations.4- Between 50% to 70 % of the required periodic calibrations on equipment are performed at standard intervals.5- Between 50% to 70 % of the equipment used at the stations are accurate and standard.6- Not calibrating and maintaining stations reduce accuracy of data between 10% to 30%.7- Only 10% to 30% of the stations have complete metadata.8-Upper air facilities supply between 50% to 70% of the meteorological requirements.9- Sanctions have reduced our access to upper air, radar and satellite data between 50% to 70%.10- Station automation policy, due to reduced human interference in the data process, if implemented correctly, can increase data accuracy between 30% to 50% on average.11- If the station automation policy, is implemented regardless of regular training of experts, periodic calibration on equipment and continious quality control of data, it can reduce data quality and accuracy between 30% to 50%.12- The mental condition of the synoptic experts, the working and management issues can affect between 70% to 90% of the observer's performance and data accuracy.13- Between 30% to 50% of meteorological station data need to be homogenized.14- For estimating temperature and precipitation parameters in non-station locations, using interpolation methods were found appropriate between 50% to 70%.15- Remote sensing methods were found appropriate for estimating temperature and precipitation parameters in non-station location between 70% to 90%.16- Between 30% to 50% of meteorological satellite data are available online to our researchers.17- Available meteorological radar facilities only provide 30% to 50% of the radar data required.18- Due to restrictions, only about 50% to 70% of radar’s locating were appropriate.19-For about 30% to 50% of radars, studies on evaluating and improving the uncertainty in radar data based on the calibration and correction coefficients were taken . 20- Allocate appropriate government funding to the Meteorological Organization can reduce over 90% of the problems caused by inadequate access to remote sensing data (such as satellites and radars). The following are some of the major probems at the station during field observation. 1- Nonstandard conditions of station and natural climate of the area. 2. Nonstandard methods for observing and adjusting the equipment. 3. Differences in observing methods. 4- Inaccuracy of the observer. 5. Lack of adequate supervision. 6. Imprecision and inconsistency of data. 7. Lack of support and supply of new meteorological components and equipment.
ConclusionBased on the results of the questionnaire and field observation, the most problems that affect on the accuracy of data are as follows.1- Insufficient knowledge and skills of synoptic experts in the data process, lack of complete knowledge the relevant standards and rules, lack of compliance with the standards and established rules, lack of precision in the work process and insufficient supervision of the correct process of work by the authorities.2. Construction of stations in non-standard conditions, Non maintaining and non calibrating of station over time and finally station relocation during the statistical period.3. Not performing periodic and regular calibrations of equipment at standard time intervals, using of different types of equipment with different brands in the meteorological stations and imprecision and inconsistent data of these brands with each other at standard level, insufficient infrastructure for automatic calibration. Lack of spare parts and support and software problems with these systems 4. Organizational and managerial issues that can directly affect the motivation, mental condition and performance of the observer and therefore the accuracy of the data.5. Sanctions have a significant impact on the provision and support of new meteorological equipment and radars. As well as, a lack of sufficient financial resources has contributed to the organization's inadequate access to new meteorological instruments and so to this type of data.
Keywords: Documenting, Observing, monitoring, accuracy, Precision -
دسترسی به ابزاری که بتواند بر اساس پویایی روابط بین سطح زمین و جو و نه لزوما بارش و دمای هوا، خشکسالی های کشاورزی و هیدرولوژیکی را اندازه گیری کند و آگاهی های زودهنگام را جهت اخذ تصمیم گیری های مدیریتی ارایه دهد، ضروری است. در این راستا، نیاز به انواع داده های شبکه بندی شده ای است که بتواند کمبودهای شبکه غیر یکنواخت داده های زمینی یا محدودیت های داده های ماهواره ای را جبران نماید. مفهوم تقاضای تبخیری جو (EDDI) نشانگر تشنگی جو است و بر اساس محرک های اقلیمی فیزیکی دمای هوا، سرعت باد، تابش خورشیدی و رطوبت به راحتی و در زمان نزدیک به واقعی قابل دسترس است. در این تحقیق به منظور برآورد شاخص خشکسالی تقاضای تبخیری در شرایط مختلف اقلیمی ایران، از داده های شبکه بندی شده تحلیل مجدد مدل ERA-Interim از پایگاه ECMWF طی سال های 2017-1979استفاده شد و توانایی این شاخص در پایش خشکسالی هیدرولوژیکی در برابر شاخص های رایج خشکسالی SPI و SPEI مورد ارزیابی قرار گرفت. ضرایب همبستگی قوی و معنی دار در مقیاس های ماهانه، فصلی و سالانه بین شاخص EDDI با SPEI مبین نقش مهم تبخیر تعرق در پایش خشکسالی در مناطق خشک و نیمه خشک است و می تواند ضعف شاخصSPI در مناطق کم بارش را جبران کند. این شاخص توانایی پایش خشکسالی های کوتاه مدت و ماندگار را زودتر از دیگر شاخص های رایج نظیر SPI و SPEI دارد که این شاخص را پیشرو می کند. شاخص EDDI ابزاری آسان برای اجرای هشدار زودهنگام عملیاتی و کنترل طولانی مدت خشکسالی هیدرولوژیکی است. همچنین با پایش در هر مقیاس زمانی(به طور مثال فصلی) می توان از نتایج آن برای پیش آگاهی دوره های طولانی تر(سالانه یا چند ساله) استفاده نمود و شکاف بین پیش بینی های کوتاه مدت و فصلی را جبران می کند.
کلید واژگان: خشکسالی ماندگار, شاخص تقاضای تبخیری جو, خشکسالی سریع, پیش بینی بین فصلی, ECMWFIntroductionDrought is a creeping and gradual phenomenon that can cause irreparable damage in many fields such as agriculture, food security, water resources management and the economy. It is essential to accessing a tool that can measure agricultural and hydrological droughts based on the dynamics of the relationship between land surface-atmosphere -not necessarily precipitation and air temperature- and provide early awareness for managerial decision-making. What makes drought monitoring important to us is the impacts on the agricultural sector (agricultural productivity, access to food security, agricultural and livestock insurance), water supply management and economic and social impacts. The concept of evaporative demand drought index (EDDI) reflects thirst for the atmosphere and is easily and realistically available in near-real-time based on physical climatic drivers of air temperature, wind speed, solar radiation and humidity, providing comprehensive information on drought dynamics. The use of an indicator that can indicate the dynamics of drought in the shortest possible time will help to make managerial decisions and different levels of policy making to announce early operational warnings in the field of agriculture and reduce the social and economic consequences of this phenomenon. In this regard, there is a need for gridded data that can provide the required data set and compensate for non-uniform network data gaps or satellite data limitations. near-real-time networked data such as ERA-Interim is also useful in regional and extensive drought monitoring.
Material and methodsIn this study, the ERA-Interim reanalysis data from ECMWF database was used to estimate the evaporative demand drought index in different climatic conditions of Iran and its ability in drought monitoring was investigated. Using probabilistic methods, the ASCI-PM method to estimate atmospheric evaporation demand, the EDDI index was calculated as the index of hydrological drought in Iran in different time scales during 1979- 2017. Also, the EDDI index was evaluated against the SPI and SPEI common drought indices.
Result and discussionThe results of evaporation demand estimates in the country show that seasonal variation and climate variability are factors that change the rate of evaporation demand. As a result of the interaction of the governing climatic factors, different climatic zones are created throughout the country and each region experiences different evaporation rates throughout the year. The EDDI index compensates for the gap between the theory of drought and operational drought management in determining and monitoring persistent drought as soon as possible between the occurrence of the phenomenon and the available data available. Significant correlation coefficients at monthly, seasonal and annual scales between EDDI and SPEI index indicate the important role of evapotranspiration in drought monitoring at arid and semi-arid regions so can offset the weakness of SPI in low rainfall areas. It has the ability to monitor short, medium and long term droughts earlier than other common indices, such as SPI and SPEI. The EDDI is capable of reporting a variety of persistent droughts without the need for precipitation data. Rapid response to environmental drying and humidification, processes caused by interactions between the atmosphere and the Earth's surface, making this index more flexible and advanced than other common indices. The longer the cumulative period of drought, the greater the time the indicator progresses.
ConclusionThe EDDI indicator is an easy tool for operational early warning, fire hazards, seasonal to seasonal drought prediction and long-term hydrological drought Monitoring at any time scale (e.g. seasonally). It can also be used to predict longer periods (annual or multi-year), so compensates the gap between sub-seasonal to seasonal forecasts. An important advantage of using networked data in calculating the EDDI index is that applicable at all times of the year - on cloudy days or for areas with snow cover, to complete the data due to satellite transit times and Delay in data access - no restrictions. Since atmospheric evaporation demand in the EDDI index is considered to be the cause of the drought, when combined with satellite data, EDDI and ESI (Green Water Index) combine to show real drought stress. Give. It is also recommended that MODIS, LANDSAT and ALEXI products be used to evaluate transpiration values and compare the EDDI index with satellite data and compare the results. The EDDI index is capable of decomposing to atmospheric governing factors such as radiation and advection components. By sensitivity analysis, it is possible to determine the main governing factors such as temperature, wind, short wavelength radiation and specific humidity on drought in each region, Determining and provided additional understanding of the dynamics and assessment of drought.
Keywords: Sustainable Drought, Evaporative Demand Drought Index, Flash Drought, gridded data, ECMWF -
نظر به اهمیت نوع، میزان و خصوصیات ابرناکی، هم چنین نقش رطوبت و شرایط ناپایداری در فرایند بارش، تحقیق زیر برای واکاوی مشخصات ابرها در فصول مختلف سال و بررسی برخی شاخص های فیزیکی تاثیر گذار بر بارش، انجام شد. به این منظور در ابتدا، اطلاعاتابرناکیشهر مشهد در دوره زمانی 2010-1986 از بانک اطلاعاتی اداره کل هواشناسی خراسان رضوی استخراج گردید. مقدار ابرناکی، فراوانی رخداد ابرهای پایین، متوسط و فراوانی رخداد ابرهای با رشد قایم شامل ابرهای کومولوس نوع2 و کومولونیمبوس، در ماه های مختلف سال مشخص شد. در بررسی خصوصیات فیزیکی ابرها، با توجه به نقش دمای ابر درفرایند بارش، با استفاده از نمودارهای جوبالای ایستگاه مشهد، در بازه زمانی 1992 تا 2011، دمای پایه ابر در ماه های مختلف مشخص گردید. سپس با توجه به اهمیت و نقش شرایط ناپایداری و رطوبت جو، در ایجاد بارش به بررسی رابطه بین برخی شاخص های ناپایداری، شامل شاخصCAPE ، شاخص K، شاخصshowalter و شاخص آب قابل بارش، با میزان بارش پرداخته شد، در انتها با ایجاد یک معادله رگرسیونی، سهم هر کدام از این شاخص ها در میزان بارش مشخص گردید. بررسی ها نشان داد که ارتباط برخی از شاخص ها و لگاریتم بارش، به صورت خطی نمی باشد. اما، نتایج حاصل از تحلیل واریانس رگرسیون، نشان از معنی دار بودن رگرسیون در سطح 99درصد داشت یعنی حداقل یکی از شاخص های ناپایداری دارای رابطه خطی با لگاریتم طبیعی بارش شش ساعته است. مشخص شد که تنها ارتباط متغیرهای K و SI با لگاریتم طبیعی بارش در سطح اطمینان 95 درصد معنی دار هستند.
کلید واژگان: شاخص آب قابل بارش, شاخص Showalter, شاخص CAPE, شاخص K, نمودارهای جوبالاThe aim of this study was to investigate cloud’s characteristics and some effective physical indices on rainfall in Mashhad. We initially studied cloudy sky in Mashhad by consulting meteorological yearbook of 1986-2010. Density and prevalence for medium and low clouds as well as density, prevalence and average for vertical clouds (type 2 cumulus and cumulonimbus) were calculated for every month. This study shows that in Mashhad the highest frequency of low and medium clouds occurs in cold and rainy months during winter and spring, while most of the clouds with vertical development occur in spring. We also studied freezing level in clouds in both rainfall and no-rainfall cases, using skew-T diagrams and radiosonde data during 1992 to 2011. The condition considered here was overcast sky. We obtained a regression equation in order to specify role of physical indices (CAPE، SI, K، PWT) in precipitation. At first, rainfall days of Mashhad were extracted from Khorasan Razavi meteorological department archive (1992 to 2011). On these days, six hour rainfall (00 to 06 Z) were determined. Then, instability and physical indices were obtained from radiosonde data of Mashhad weather station. A regression equation was estimated by analyzing the relationship between natural logarithm of six-hour rainfall as dependent variable and instability indices as independent variable. This research determines which relationship between some indices with natural logarithm of six-hour rainfall is nonlinear. Analysis of regression variance shows that regression was significant at 99% level. This means that at least one of the indices has a linear relationship with logarithm of six-hour rainfall. In this equation, due to significant level, CAPE and PWT were removed. Most relationships were found between SI and natural logarithm of six-hour rainfall.
Keywords: CAPE Index, K index, Precipitable Water Index, Showalter Index, Skew-T diagram -
بارندگی ازجمله متغیرهای اقلیمی است که درمدیریت منابع آب و کشاورزی دارای اهمیت می باشد. بر این اساس، هدف این پژوهش مدل سازی پیش بینی داده هایبارش ماهواره ای TMPA (3B43)دراقلیم هایخشک و نیمه خشک ایرانبا استفاده از مدل SARIMA درمقیاس فصلیبودهاست. پس از تصحیح داده های ماهانه ماهواره ای، مدل سازی بارش انجام شد. پس از ایستاسازی در واریانس و حذف روند فصلی، با کمک نمودارهای خودهمبستگی و خودهمبستگی جزیی، مدل های مناسب به دست آمد. تغییرات ضریب همبستگی بر پایه داده های ماهانه از 81/0 تا 9/0 در مناطق مورد مطالعه، تایید کننده دقت مناسب مدل سازی بر اساس تکنیک SARIMA در این پایه زمانی برای پیش بینی فصلی می باشد. نتایج شاخص های ارزیابی بین مقادیر واقعی و داده های حاصل از مدل های انتخابی نشان داد اگر داده های ماهانه پیش بینی شده سپس به داده فصلی تبدیل شود؛ نسبت به استفاده از داده های فصلی برای پیش بینی فصلی، دارای دقت بالاتری هستند. پس از واسنجی وارزیابی مدل ها ینهایی، بارش فصلی بر پایه مقیاس ماهانهبرای دوره (2021-2018) پیش بینی و با دوره پایه مقایسه شد. در فصل زمستان بر خلاف فصل های بهار و پاییز، 3 منطقه کاهش بارش و یک منطقه افزایش بارش داشته و در فصل تابستان در تمامی نقاط، ثبات نسبی و عدم تغییر بارش مشاهده شد. با توجه به متوسط بارش سالانه 4 منطقه مورد مطالعه، در دوره چهار ساله پیش بینی به طور میانگین حدود یک درصد کاهش بارش سالانه پیش بینی می شود. به صورت تفکیکی تغییرات بارش سالانه در پیکسل های متناظر مناطق کاشان، سیرجان، بهبهان و زرقان به ترتیب برابر 3/1-، 1/1، 1- و 8/1- درصد خواهد بود.
کلید واژگان: بارش فصلی, پیش بینی, تکنیک SARIMA, داده سنجش از دورIntroductionRainfall modeling is essential in water resources and agriculture management, especially in arid and semi-arid climates. Problems in generalizing precipitation from a point to a region are the reasons for alternative methods to estimate precipitation, and one of these methods is the use of remote sensing. Across the globe, research is being conducted to evaluate the accuracy of remote sensing precipitation data. Accordingly, the aim of this study is to model the prediction of TRMM Multi-satellite Precipitation Analysis (TMPA-3B43) data in arid and semi-arid climates of Iran, using the SARIMA simulation model for the period of 1998-2017 in seasonal scale.
Materials and MethodsFor this study, monthly precipitation data from TMPA 3B43-v7 were selected from two different climates. To ensure the reliability of the results, a completely randomized selection of four regions was made from different provinces and topographic conditions. The TMPA satellite data (3B43-V7) was prepared by the NASA databases during the period of 1998-2017. These data have a time-stamping time resolution and spatial resolution of 0.25 degrees, covering from 50 degrees south to 50 degrees north of latitudes. Satellite pixel data was corrected using the corresponding synoptic station data. Monthly data after correction were aggregated to seasonally data. Spring data from April, May and June, the summer data from July, August, and September, autumn data from October, November, and December, and winter data were obtained from January, February, and March. Using the autocorrelation function (ACF) and partial autocorrelation function (PACF), time series models were determined. The normality of the residuals, the independence of the residuals and the constant of the variance of the residuals was checked out. A general model was fitted to the data to check the accuracy of the selected model. The result showed that the selected model has the least error compared to other models. After calibration and evaluation of the selected models, seasonal precipitation data was predicted based on the monthly scale for the period (2018-2021) and compared with the base period (1998-2017). The evaluation was measured using some statistical indices including AIC, R, MBE, MAE, and RMSE.
Results and DiscussionThe correlation coefficient based on monthly data changes from 0.81 to 0.9 in the studied areas which confirms the high accuracy of modeling based on SARIMA technique in monthly data for seasonal prediction. Best model for corresponding pixel of Behbahan station was SARIMA(0,0,1)(1,1,1)12 and SARIMA(0,0,0)(2,1,1)4, Zarghan station was SARIMA(2,0,0)(1,1,1)12 and SARIMA(0,0,0)(2,1,2)4, Kashan station SARIMA(0,0,0)(1,1,1)12 and SARIMA(0,0,1)(2,1,1)4 and Sirjan station SARIMA(1,0,1)(1,1,1)12 and SARIMA(0,0,0)(2,1,1)4 for monthly and seasonal modeling respectively. The mean bias error in the monthly and seasonal periods of the Kashan station corresponding pixel (0.2 and 0.5 respectively) and the monthly period of the Sirjan station corresponding pixel (-0.3) was obtained. Seasonal modeling based on monthly data was compared with seasonal prediction data. In the autumn, the same as the spring season, seasonal precipitation increases in three regions and decreases in one station. In the summer, it was observed relative stability in seasonal precipitation at all points. In winter, unlike the spring and autumn seasons, seasonal precipitation was decreased in three areas.
ConclusionThe results showed that if the predicted monthly data turned into seasonal data, they would be more accurate for seasonal forecasting. Generally, based on annual precipitation, the studied areas will have a relative precipitation reduction of 1.8 mm per year. Regarding the average annual rainfall in the four studied areas, the average annual precipitation is estimated to be decreased by about 1 percent in the study period. Separately, annual precipitation changes are -1.3%, 1.1%, 1%, and 1.8% in Kashan, Sirjan, Behbahan, and Zarghan areas respectively.
Keywords: Prediction Modeling, Remote sensing data, SARIMA, Seasonal precipitation -
بارش از مهم ترین متغیرهای هوا و اقلیم شناسی بوده و ارتباط مستقیم با وضعیت اقلیمی منطقه دارد. دقت شبیه سازی این متغیر با توجه به تغییرات زیاد آن از اهمیت بسزایی برخوردار است. آمار مشاهده ای در اولین ایستگاه های همدید ایران از سال 1330 (1951 میلادی) در سایت سازمان هواشناسی ایران قابل دسترس است. آمار قدیمی و طولانی مدت دما و بارش ماهانه پنج شهر ایران شامل مشهد توسط سفارت امریکا و انگلیس از دوره قاجار (حدود 1880) اندازه گیری و در کتبی ثبت شده است. متاسفانه، این آمار دارای داده گمشده می باشد. داده های گمشده ماهانه عمدتا در طول جنگ جهانی دوم (1949-1941) و به طور پراکنده در طول دوره آماری وجود دارد. ایستگاه هایی از کشورهای مجاور با توجه به معیار فاصله، همبستگی و تکمیل بودن داده ها در دوره های دارای داده گمشده به عنوان ایستگاه های مبنا انتخاب شدند. این پژوهش ده الگوی چندگانه رگرسیونی را به بارش ماهانه ایستگاه مشهد برازش داده و سپس پارامترهای این الگوها با روش های الگوریتم ژنتیک و الگوریتم کلونی مورچگان بهینه کرده است. نتایج نشان داد الگوریتم ژنتیک و کلونی مورچگان دقت برآورد داده های گمشده بارش را به طور چشمگیری بالا می برد. کمترین معیار خطای RMSE الگوهای رگرسیونی 79/9 است که با بهینه سازی با ژنتیک الگوریتم تا 560/2 و با الگوریتم کلونی مورچگان تا 559/2 کاهش می بابد.کلید واژگان: داده گواری, بارش مشهد, داده گمشده, رگرسیون چندگانه, روش های تکاملیPrecipitation as one of the most important parameters of meteorology and climate, is basic factor in water resource management. This factor has a direct relation with the regional climate. The accuracy of simulating this parameter is very important due to its wide variation. Observation data at Iran's first synoptic stations from 1330 (1951) is available at the Iranian Meteorological Organization website. Old and long-term temperature and monthly precipitation data in five cities of Iran Including Mashhad, measured by the Embassy of the United States and Britain from the Qajar period (around 1880) and recorded in World Weather records. Unfortunately, these data have missing. Monthly missing data are during World War II (1949-1949) and sporadically during the statistical period. Stations from neighboring countries due to the Parity criterion, solidarity and completeness of data in missing periods selected as base stations. Monthly precipitation of Ashgabat Station from Tajikistan and monthly rainfall of Sarakhs, Kooshkah, Bayram Ali, Kerki and Repetek from Turkmenistan were selected as independent variable in the making of Missing Rainfall in Mashhad. Three factors of distance to Mashhad station, correlation and existence of data in missing months were effective in selecting these stations. This research has fitted ten multiple regression models to monthly rainfall of Mashhad station and then the parameters of these patterns are optimized by genetic and Ant Colony algorithm. In statistical modeling, regression analysis is a set of statistical processes for estimating the relationships among variables. It includes many techniques for modeling and analyzing several variables, when the focus is on the relationship between a dependent variable and one or more independent variables (or 'predictors'). Genetic algorithm (GA) is a metaheuristic inspired by the process of natural selection that belongs to the larger class of evolutionary algorithms (EA). Genetic algorithms are commonly used to generate high-quality solutions to optimization and search problems by relying on bio-inspired operators such as mutation, crossover and selection. Ant colony optimization algorithm (ACO) is probabilistic technique for solving computational problems which can be reduced to finding good paths through graphs. This algorithm is a member of the ant colony algorithms family, in swarm intelligence methods, and it constitutes some metaheuristic optimizations. The repair of the monthly precipitation of Mashhad with these stations has been done with ten regression linear, semi-logarithmic and logarithmic regression models as follows. This was done with programming in the R-Studio environment. The parameters of the five selected patterns were optimized by evolutionary methods (genetic algorithm and anion colony algorithm). Simulation of these methods has been done with the help of MATLAB software 2017. The results showed that the genetic algorithm and Ant Colony methods Ratio of regression methods , dramatically increase the accuracy of estimating missing rain data. The lowest RMSE regression pattern is 9.79, which is optimized by genetic algorithm to 2.66 and by Ant Colony algorithm to 2.659. Precipitation as one of the most important parameters of meteorology and climate, is basic factor in water resource management. This factor has a direct relation with the regional climate. The accuracy of simulating this parameter is very important due to its wide variation. Observation data at Iran's first synoptic stations from 1330 (1951) is available at the Iranian Meteorological Organization website. Old and long-term temperature and monthly precipitation data in five cities of Iran Including Mashhad, measured by the Embassy of the United States and Britain from the Qajar period (around 1880) and recorded in World Weather records. Unfortunately, these data have missing. Monthly missing data are during World War II (1949-1949) and sporadically during the statistical period. Stations from neighboring countries due to the Parity criterion, solidarity and completeness of data in missing periods selected as base stations. Monthly precipitation of Ashgabat Station from Tajikistan and monthly rainfall of Sarakhs, Kooshkah, Bayram Ali, Kerki and Repetek from Turkmenistan were selected as independent variable in the making of Missing Rainfall in Mashhad. Three factors of distance to Mashhad station, correlation and existence of data in missing months were effective in selecting these stations. This research has fitted ten multiple regression models to monthly rainfall of Mashhad station and then the parameters of these patterns are optimized by genetic and Ant Colony algorithm. In statistical modeling, regression analysis is a set of statistical processes for estimating the relationships among variables. It includes many techniques for modeling and analyzing several variables, when the focus is on the relationship between a dependent variable and one or more independent variables (or 'predictors'). Genetic algorithm (GA) is a metaheuristic inspired by the process of natural selection that belongs to the larger class of evolutionary algorithms (EA). Genetic algorithms are commonly used to generate high-quality solutions to optimization and search problems by relying on bio-inspired operators such as mutation, crossover and selection. Ant colony optimization algorithm (ACO) is probabilistic technique for solving computational problems which can be reduced to finding good paths through graphs. This algorithm is a member of the ant colony algorithms family, in swarm intelligence methods, and it constitutes some metaheuristic optimizations. The repair of the monthly precipitation of Mashhad with these stations has been done with ten regression linear, semi-logarithmic and logarithmic regression models as follows. This was done with programming in the R-Studio environment. The parameters of the five selected patterns were optimized by evolutionary methods (genetic algorithm and anion colony algorithm). Simulation of these methods has been done with the help of MATLAB software 2017. The results showed that the genetic algorithm and Ant Colony methods Ratio of regression methods , dramatically increase the accuracy of estimating missing rain data. The lowest RMSE regression pattern is 9.79, which is optimized by genetic algorithm to 2.66 and by Ant Colony algorithm to 2.659.
-
تغییرات اقلیمی بوجودآمده تکرار و تناوب وقوع خشک سالی ها در جهان را دست خوش تغییرات معنی داری کرده است که منابع آبی و کشاورزی کشور ما ایران نیز از گزند این تغییرات در امان نبوده است. در این مطالعه به دلیل اهمیت حوضه ی آبریز کشف رود در شمال شرق ایران، به بررسی خشک سالی های هواشناسی این منطقه در طی سه دهه ی آتی (1406-1397)، (1416-1407) و (1426-1417) پرداخته شد. از آن جایی که یکی از پرکاربردترین شاخص های خشک سالی هواشناسی شاخص بارش استاندارشده (SPI) است، دراین پژوهش، شاخص SPI مورد محاسبه قرارگرفت. بهره گیری از مدل های پیش بینی عددی و استفاده از روش ریزمقیاس دینامیکی، دقیق ترین و معتبرترین راه جهت تولید داده های جوی برای انجام پیش بینی های اقلیمی است. درتحقیق حاضر از خروجی بارش مدل EC-EARTH تحت سناریوی RCP4.5 استفاده شد. با در نظر گرفتن قدرت تفکیک مکانی خروجی های مدل، کل حوضه ی کشف رود به 6 پیکسل 0/44 در 0/44 درجه تقسیم شد و ارزیابی مقادیر بر روی هر پیکسل مورد محاسبه قرارگرفت. هم چنین، تعداد ماه های خشک و بسیارخشک به طور متوسط در کل حوضه محاسبه شد. نتایج نشان دادکه مدل مذکور در سطح اطمینان 99 درصد با ضریب همبستگی به طور متوسط 64 درصد در پیش بینی مقادیر بارش، توانمند است. تحلیل نتایج بدست آمده در سه دهه ی آتی نسبت به دوره ی پایه (1395-1366) نشان داد که تعداد وقوع خشک سالی ها افزایش، اما به طور متوسط شدت خشک سالی های آینده کاسته خواهد شد.
کلید واژگان: پروژه ی CORDEX, ریزمقیاس نمایی دینامیکی, سناریوی RCP4, 5, منطقه ی MENA, نمایه ی توافقClimate change increases the repetition and frequency of droughts and this event has undergone significant changes. Water resources and agriculture in Iran has not been spared from the harm of these changes. In this study, because of the importance of Kashafrood basin in the North-East of Iran, the meteorological droughts in the region over the next three years (2027-2018), (2037-2028) and (2047-2038) will be discussed. Since the Standardized Precipitation Index (SPI) is one of the most useful indices of drought, this index was calculated in this study. Numerical calculations and dynamic models are the most accurate sources for prediction of meteorological variables. In this research, the precipitation outputs of the EC-EARTH model under the RCP4.5 scenario that has been downscaled with RCA4 dynamic model were used. According to the resolution of the RCA4 dynamical model, the Kashafrood basin was divided into 6 pixels (0.44 at 0.44 degrees) and then assessment values were determined on each pixel. The results showed that the EC-EARTH model is competent in the prediction of precipitation at a confidence level of 99% with a correlation coefficient averaged 64%. The average number of dry and very dry months was calculated on the whole basin. Analysis of the results in the next three years compared to the observation period (2016-1987) showed that the number of droughts will increase, but the severity of future droughts will be reduced
Keywords: CORDEX project, Dynamical downscaling, Index of agreement, MENA Region, RCP4.5 scenario -
امروزه در شبکه های توزیع آب شهری علاوه بر انجام طراحی بهینه هیدرولیکی، بهینه سازی مصرف انرژی در ایستگاه های پمپاژ در راس الزامات محققان قرار گرفته است. با توجه به اینکه هزینه های انرژی سهم بالایی از هزینه بهره برداری از شبکه را شامل می شود، در این پژوهش به کمک ابزار Darwin Scheduler در نرم افزار WaterGEMS V8i نسبت به بهینه سازی با هدف کمینه کردن هزینه انرژی مصرفی روزانه یک ایستگاه پمپاژ شامل پنج عدد پمپ موازی در یک شبکه توزیع آب شهری، به کمک الگوریتم ژنتیک ساده (SGA) و الگوریتم ژنتیک با آشفتگی سریع(FMGA) اقدام شده است. قیود هیدرولیکی شامل حداقل و حداکثر فشار در هر گره، سرعت حداکثری در هر لوله و تعداد دفعات خاموش و روشن شدن اقتصادی پمپ ها می باشد که در نتیجه کاهش هزینه های انرژی با استفاده از الگوریتم های SGA و FMGA به ترتیب به میزان 15 و 10 درصد با اعمال تعرفه برق مصوب، نسبت به عملکرد پمپ ها بدون اعمال بهینه سازی حاصل گردید.کلید واژگان: شبکه های توزیع آب, بهینه سازی, الگوریتم ژنتیک, داروین اسکجولرTodays, in addition to the optimal hydraulic design of water distribution networks, the optimization of energy consumption in pumping station is more important for researchers. Due to the energy costs include the major part of operation cost at a water network, in this paper study the optimization of daily energy cost of pumping station with five parallel pumps, using by Darwing scheduler module at WaterGEMS V8i software based on Simple Genetic Algorithm (SGA) and Fast Messy Genetic Algorithm (FMGA). The hydraulic constraints include the minimum pressure and maximum pressure of junctions, maximum velocity of pipes and maximum number of economic off and on of pumps. The results showed that the energy costs reduced 15 and 10 percent using by Simple Genetic Algorithm (SGA) and Fast Messy Genetic Algorithm (FMGA), respectively, with regard to electricity tariffs in To optimize the performance was achieved without pumps.so we achive 10 and15persent reduce energy cost.Keywords: water distribution networks, Optimization, genetics algorithm, Darwin Scheduler
-
در این مطالعه، روند تغییرات ماهانه، فصلی و سالانه دبی رودخانه و بارندگی با استفاده از آزمون های ناپارامتری کندال، من-کندال ، سن و اسپیرمن و پارامتری همبستگی پیرسون در حوضه آبریز درونگر درگز مورد بررسی قرار گرفت . بدین منظور، داده های دبی ایستگاه آب سنجی محمد تقی بیگ، سنگ سوراخ و گلخندان و داده های بارندگی در ایستگاه های درگز، محمد تقی بیگ، سنگ سوراخ و شمخال بکار گرفته شد . نتایج این تحقیق نشان داد که تمامی روندهای فصلی و سالانه در ایستگاه های محمد تقی بیگ و گل خندان کاهشی می باشند.آزمون های پارامتری پیرسون و ناپارامتری اسپیرمن برای بررسی رابطه بین بارندگی و جریان رودخانه منطقه ای بکار رفت و یک همبستگی مثبت معنی دار بین بارندگی و جریان رودخانه تابستانه توسط هر دو آزمون مورد تایید قرار گرفته است.کلید واژگان: تغییر اقلیم, درگز, رودخانه درونگر, پارامتریIn this study, trends in the monthly, seasonal and annual river discharge and rainfall by use of nonparametric test such as Kendall, Mann-Kendall, sen,spearman and pearson parametric correlation in Dargaz Daroongar basin were studied. For this purpose, discharge data from hydrometric stations Mohammad Taqi Beyk,sang surakh and Golkhandan and precipitation data from Dargaz, Mohammad Taqi Beyk, sang surakh and shamkhal stations were used. The results showed that the seasonal and annual trends were decrised in stations Mohammad Taqi Beyk and golkhandan. Pearson parametric and non-parametric Spearman were used to illustrate the relation between rainfall and river flows in a region and a significant positive correlation between summer rainfall and river flows have been approved by both testsKeywords: Climate change, dargaz, darungar river, parametric
-
برای کشت گیاه در هر منطقه، شرایط اقلیمی و آب و هوای مناسب لازم است تا بتوان اقدام به کشت محصول نمود. پارامترهای اقلیمی مانند بارندگی، رطوبت و درجه حرارت نقش تعیین کننده ای در رشد گیاه و میزان تولید محصول در یک منطقه دارد؛ لذا شناخت اقلیم و بررسی نیازهای اکوفیزیولوژی گیاهان زراعی از مهمترین عوامل موثر در تولید است. زعفران یکی از گیاهان سودآور در الگوی کشت نواحی جنوبی و مرکزی خراسان می باشد. در ایران اهمیت زعفران کاری از جنبه های گوناگون نظیر بهره وری بالای آب در مقایسه با سایر محصولات کشاورزی، اشتغال روستائیان و درآمدزایی قابل توجه می باشد. با بررسی پارامترهای هواشناسی برعملکرد زعفران و تعیین مناطق مساعد کشت زعفران بر اساس آن می توان در راستای توسعه کشاورزی و اقتصادی در این مناطق پیشرفت زیادی نمود. آمار 20 ساله ایستگاه های هواشناسی منطقه و عملکرد زعفران، دریک دوره ی 10 ساله، گردآوری و استفاده شد. آنالیز رگرسیونی و ایجاد معادلات بر روی پارامترهای بارندگی و رطوبت نسبی و رابطه این پارامترها بر عملکرد بوسیله نرم افزار JMP 4 و سپس ترسیم نقشه های رقومی پهنه بندی با استفاده از نرم افزار Arc GIS 9.2 انجام گرفت. نتایج نشان داد که پارامتر بارندگی در ماه های آذر، بهمن، اسفند و فروردین بر عملکرد نسبت به سایر ماه ها تاثیرگذارتر بود. از نظر رطوبت نسبی، ماه های آبان لغایت اسفند موثرتر می باشند. همچنین با بررسی معادلات و نقشه های پهنه بندی مشخص شد که اکثر مناطق استان در شرایط مناسب یا نیمه مناسب قرار دارند. مناطق شمال و شمال شرقی استان دارای بهترین موقعیت از لحاظ بارندگی و رطوبت نسبی برای کشت زعفران می باشد مناطق مرکزی نیمه مستعد و جنوب استان نامستعد می باشد.
کلید واژگان: بارندگی, رطوبت نسبی, زعفران, سیستم اطلاعات جغرافیاییIn order to grow plants in any region، suitable weather and climatic condition are required. Climatic parameters such as precipitation، temperature and humidity have significant roles in the growth and yield in a region; therefore، understanding the climate and analyzing the ecophysiological characteristics of plants are the most important factors in the yield of the plant. Saffron is one of the profitable plants in South Khorasan. The yield of saffron from this region has caused Iran to be the targets producer of this plant in the world. The significance of planting saffron in Iran is related to many factors such as the high efficiency of water usage and employment of villagers. The analysis of the effect of climatic parameters on the saffron yield and determining the suitable areas for planting this plant according to these parameters are important for agriculture and economy. The statistics and data of 20 years taken from the Weather Station in the region and the 10 years saffron yield were used. Regression analysis and create of equation using precipitation، relative humidity، and the relation between these parameters was accomplished by the use of JMP 4 software. Digitized climate zonation maps were made by Arc GIS 9. 2 software. The results showed that precipitation was most effect on the saffron yield during the months of December، Feburay، March and April compared with the other months and considering humidity، the most affected months are October، November، Decmber، January and February. Also، after analyzing the equation and the climate zonation maps and the final map، it became obvious that the most of the areas of the Province were able to be ranked as suitable. The North and North-Eastern regions were the best areas regarding the parameters discussed in order to grow saffron. The center of province were considered average region to grow saffron and the Southern and South-Western areas were determined the least suitable for growing saffron.Keywords: GIS, Precipitation, Relative humidity, Saffron yield -
یکی از روش هایی که اخیرا در کشور به منظور پایش محصولات کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرد، استفاده از تصاویر ماهواره ای می باشد. با هدف تخمین عملکرد مزارع گندم بوسیله تصاویر ماهواره لندست سنجنده TM و ETM+، 13 مزرعه گندم در دو سال 1388 و 1389 در شهرستان مشهد مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. تصاویر لندست مربوط به سه تاریخ 8 و 27 خرداد و 4 تیرماه سال 88 و 18 اردیبهشت، 3 و 19 خرداد سال 89 و داده های زمینی شامل عملکرد مزارع، مرحله رشدی و موقعیت جغرافیایی آن ها در تاریخ-های مشابه بود، موقعیت جغرافیایی مناطق بوسیله دستگاه GPS ثبت شد. سپس تعدادی از شاخص های گیاهی از روابط بین باندها استخراج و روابط همبستگی بین عملکرد با شاخص ها و باندها محاسبه شد. نتایج نشان داد از بین تصاویر سال 88، بالاترین همبستگی در تصویر 27 خرداد مشاهده شد (همزمان با مرحله خمیری شدن دانه گندم) و در سال 89 نیز در مرحله خمیری شدن دانه (تاریخ 19 خرداد سال 89) بدست آمد. بالاترین همبستگی با عملکرد در سال 88 در باند قرمز با ضریب تبیین 0/76 مشاهد شد. بعد از آن بیشترین دقت مربوط به شاخص های PD311 و PD312 در جایگاه بعدی قرار گرفتند. در سال 89 نیز باند قرمز بالاترین همبستگی را با عملکرد داشت. شاخص های NDVI و SAVI همبستگی قابل قبولی با عملکرد نداشتند. در نهایت بهترین همبستگی با عملکرد بوسیله روش رگرسیون خطی چند متغیر بدست آمد.
کلید واژگان: پیش بینی عملکرد, سنجش از دور, سنجنده های ETM+ و TM, شاخص های گیاهی, NDVIRemote sensing is one of the techniques recently used for the purpose of monitoring and predicting crop yield. The objective of this study was predicting wheat yield in Mashhad during 2009 and 2010 by Landsat (TM) and (ETM+) images with ground based data. For this purpose, three images dated 6, 14 and 22 Jun 2009 and 8 and 24 May and 9 Jun 2010 were analysed and vegetation indices were computed. Field data included wheat growth stage, yield and geographical position. Results showed that the best relation between yield and indices were obtained in 14 Jun 2009 and 14 May 2010. These dates coincided with milky and maturity stages of wheat. Cumulative indices estimated yield prediction more precisely than others indices. Red band had the highest correlation (r2=0.76) with yield among the other band. Through the other indices, PD311 and PD312 had the best correlation with the yield. Correlation between NDVI and yield was not significant. The best correlation with the yield was obtained by applying the multi linear regression method (r2=0.83).Keywords: Yield prediction, Remote sensing, TM, ETM+ sensors, Vegetation indices, NDVI -
بارش یکی از پارامترهای ورودی مهم مدل های مختلف گیاهی و هیدرولوژی می باشد. در پروژه های مختلف مدیریتی و پژوهشی بیشتر از داده های بارش زمینی برداشت شده در ایستگاه ها استفاده می شود. از آنجا که این ایستگاه ها دارای پوشش جغرافیایی بسنده ای نیستند، کاربرد آن ها با خطا همراه است. گرچه بهره گیری از روش های گوناگون درون یابی از راهکارهای پذیرفته شده برای برآورد بارش در مناطق بدون ایستگاه است، کاربرد این روش ها همراه با کاستی های فراوانی نیز هست. در گذر چند دهه گذشته، با در هم آمیختن دانش و فناوری سنجش از دور با پدیده های هواشناسی، مدل های پیشرفته ای برای برآورد ویژگی های بارش پیشرفت داده شده اند که دارای توانایی های بالای آشکارسازی مکانی و زمانی هستند. در این پژوهش از بین مدل های ارائه شده، صحت سنجی مدل CMORPH در برآورد بارش شمال شرق ایران بررسی شده است. یافته ها نشان داد که این مدل در مقیاس روزانه دستاورد چندان پذیرفتی ندارد، اما در مقیاس ماهانه و فصلی، یافته ها از ریزبینی بالاتری برخوردار هستند. بیشترین همبستگی مدل با داده های ایستگاه ها در مقیاس روزانه در ایستگاه فاروج و نامانلو و به میزان 31/0 بود. در مقیاس ماهانه بیشترین همبستگی در ایستگاه های بارزو، نامانلو و سه یک آب و به میزان 62/0 و در مقیاس فصلی در ایستگاه غلامان و به میزان 63/0دیده شد. گرچه مدلCMORPH در آشکارسازی روزهای بارانی تا اندازه ای کارآیی داشته، اما در برآورد روزهای تر و خشک، میانگین بارش سالانه و تعیین تعداد روزهای غیر بارانی نتایج قابل قبولی را به همراه نداشت.
کلید واژگان: بارش, درونیابی, سنجش از دور, مدل CMORPHPrecipitation is a key input to different crop and hydrological models. Usually، the rain gauge precipitation data is applied for the most management and researching projects. But because of non-appropriate spatial distribution of rain gauge network، this data does not have a desirable accurate. So estimation of daily areal rainfall can be obtained by spatial interpolation of rain gauges data. However، direct application of these techniques may produce inaccurate results. In the last years، applying the remote sensing for estimation of rainfall have got so popular all around the word and many techniques have been developed based on the satellite data with high temporal and spatial resolution. In this paper، CMORPH model was validated for precipitation estimation over the northeast of Iran. Results showed that this model could not estimate precipitation accurately in daily scale، but in monthly and seasonal scale the estimation was more accurate. Farooj and Namanloo station had the highest correlation equal to 0. 31 in daily scale. The highest correlation in monthly scale was equal to 0. 62 for Barzoo، Namanloo and Se yekAb station. In Seasonal scale Gholaman station had the highest correlation which was equal to 0. 63. Also، the probability of detection has been estimated accurately by CMORPH. But this technique did not have an accurate estimation for wet and dry days، mean annual precipitation and the number of non-rainy days.Keywords: Precipitation, Interpolation, Remote sensing, CMORPH model -
Some studies that investigate the climate change and hydrologic balance relationships utilize reference evapotranspiration to either calculate the changes in trends and magnitude of actual ET or to determine changes in atmospheric demand. Some studies utilize temperature or radiation-based empirical equation. Since many climate variables that affect ETo rates have been changing, single-variable equation for estimating the trend and magnitude of ETo should be avoided. The present and future temporal characteristics of ETo are examined in this paper. ETo are calculated during 1961-2005 by the Penman-Monteith recommended by FAO with historical weather data while ETo during 2011-2099 are downscaled from HadCM3 outputs under two emission scenarios(A2 and B2) by SDSM and under A2 by LARS-WG. Results showed that Downscaled ETo by SDSM will increasing during 2011-2099 at a Rate of 1.7 and 0.96 mmyr-1 under A2 and B2 scenario respectively. Averaged over the two emission scenarios, the projected increase of downscaled ETo by SDSM are 4.2%, 7.1% and 12.5% for the three periods 2020s, 2050s and 2080s respectively. Another model has projected 3.4%, 7.8% and 14.9% increases in ETo for these three periods respectively.Keywords: Climate Change, Evapotranspiration, Statistical Downscaling, Urmia
-
بر طبق گزارش های IPCC فراوانی و شدت رویدادهای حدی آب و هوایی تحت شرایط تغییر اقلیم افزایش یافته بطوریکه افزایش گازهای گلخانه ای و گرمایش زمین به شکل افزایش شدت، فراوانی و سهم رویدادهای فرین تجلی پیدا کرده است. در واقع گرمایش جهانی تغییر در متوسط متغیرهایی چون دما و بارش نیست بلکه در مجموع، افزایش رویدادهای حدی می باشد. تغییرات پیش بینی شده در رویدادهای حدی در نتیجه تغییر اقلیم و گرمایش جهانی در ارزیابی اثرات بالقوه تغییر اقلیم بر بخش های مختلف مانند آب، کشاورزی و مدیریت آب های سطحی شهری اهمیت زیادی دارد. در این راستا، در این مقاله میزان تغییرات رویدادهای حدی بارش حوضه کشف رود در آینده نزدیک (2040-2011) مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور پس از ریزگردانی بارش در مقیاس روزانه و محاسبه نمایه های حدی بارش، توانمندی این مدل در شبیه سازی نمایه های صدک نودم، سهم بارش سنگین، بیشینه تعداد روزهای خشک متوالی و بیشینه بارش ماهانه طی دوره حاضر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که امکان شبیه سازی الگوی تغییر ماهانه و مقدار بارش در مقیاس ماهانه در سطح قابل قبولی وجود دارد. اگرچه بین مقدار نمایه های حدی شبیه سازی شده و مشاهداتی تفاوت و خطا وجود داشت اما مدل، الگوی تغییرات ماهانه این نمایه ها را در اکثر ماه ها به خوبی شبیه سازی کرد. در ادامه بارش روزانه با استفاده از متغیرهای بزرگ مقیاس مدل HadCM3 تحت دو سناریوی A2 و B2ریزگردانی شد و نمایه های حدی فوق برای دوره 2040-2011 محاسبه گردید. میزان تغییرات بارش و نمایه های حدی این دوره نسبت به دوره پایه 2000-1971 نشان داد مقدار بارش پیش بینی شده نسبت به دوره پایه، 3/3 درصد در سناریوی A2 و 6/3 درصد در سناریوی B2 کاهش می یابد و قابل ملاحظه ترین تفاوت در نمایه های حدی آتی، در فصل تابستان و تحت سناریوی A2 با افزایش بیشینه بارش، صدک نودم بارش و سهم بارش سنگین رخ خواهد داد.
کلید واژگان: ریز مقیاس نمایی آماری, سناریو, کشف رود, نمایه حدیIntroductionThe Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) stated that there is high confidence that recent climate changes have had discernible impacts on physical and biological systems. Impacts of climate change are felt most strongly through changes in extreme climate events, which are responsible for a major part of climate-related economic losses (Jiang, et. al. 2012). The state-of-the art General Circulation Models (GCMs) can reproduce important processes in global and continental scale of atmosphere and predict future climate under different emission scenarios. Since spatial resolutions of GCMs are often coarse (hundreds of kilometer), there is a mismatch of scale between GCMs and the scale of interest for regional impacts. Therefore, a range of downscaling methods have been developed to bridge the gap between the coarse resolution of the climate model outputs and the need for surface weather variables at finer spatial resolution (Wang et. al. 2011). Downscaling methods can be divided into two classes: dynamical downscaling (DD) and statistical (empirical) downscaling (SD). In this study, SD Model was evaluated by downscaling precipitation in the Kashafroud Basin. The statistical downscaling model (SDSM) used in our study here is a hybrid of a stochastic weather generator and regression methods (Wilby et al. 2001). This method includes a built-in transform functions in order to obtain secondary data series of the predictand and/or the predictor that have stronger correlations than the original data series (Wilby et al. 2004).Materials And MethodsStudy area The KashafRoud basin, located between 58° 2´ and 60° 8´ E and 35° 40´ and 40° 36 ´N, totally has an area of about 16500 km2. To the north east of the catchment is the HezarMasjed Mountain, to the south west is the Binaloud Mountain and in the center of the catchment is the Mashhad plain. The climate of KashafRoud river basin ranges from severe semiarid to arid climate. The multi-year average precipitation and air temperature of the basin is about 220 mm and 12/2 °C respectively (Sayari et. al., 2011). Data: The data used for evaluation were large-scale atmospheric data encompassing daily NCEP/NCAR reanalysis data during 1961-2001 and the daily mean climate model results for scenarios A2 and B2 of the HadCM3 model during 1961-2099. Areal average daily precipitation data of the KashafRoud basin (Mean of four weather stations daily precipitation data) during 1969-2001 was used for downscaling. Modeling of four extreme precipitation In which R means the local predictand, L (l1, l2,..., ln) represents n large scale atmospheric predictors, and F is the built quantitative statistical relationship. SDSM uses large-scale atmospheric variables to condition the rain occurrence as well as the rainfall amount in wet days. It can be expressed as follows (Wetterhall et al. 2009; Wilby et al. 2004): in which i is time (days), ωi is the conditional possibility of rain occurrence on day i, i uˆ is the normalized predictor, αj is the regression parameter and ωi−1 and αi−1 are the conditional probabilities of rain occurrence on day i−1 and lag-1 day regression parameters, respectively. These two parameters are optional, depending on the study region and predictand. We used a uniformly distributed random number ri (0≤ri≤1) to determine the rain occurrence and supposed that rain would happen if ωi≤ri. On a wet day, rainfall can be expressed by a z-score as:In which Zi is the z-score on day i, βj is the calculated regression parameter, and βi−1 and Zi−1 are the regression parameter and the z-score on day i−1, respectively. As mentioned above, they are also optional; ε is a random error term represented by the normal distribution.Downscaling precipitation Calibration and validation of SDSM First, all of the 26 atmospheric variables in the region were taken as potential predictors, then most sensitive predictors for the region were analyzed month by month. The analysis results were integrated; and finally, 3 predictors were selected for predictand.ResultsThe results showed that the pattern of change and numerical value of precipitation can be reasonably simulated. Although some differences existed between values of observed and simulated indices but the pattern of change in most of months were good. In the next 30 years, total annual precipitation would decrease by about 3.3 % in A2 scenario and 3.6% in B2 scenario and summer might be the most distinct season among all the changes in extreme precipitation indices.Keywords: Statistical Downscaling, Kashafroud Basin, Scenario, Extreme Index -
تعیین شیب حوزه های آبخیز از نیازهای اساسی اکثر طرح های عمرانی و حفاظت آب و خاک است. روش ها و روابط متعددی برای تعیین این عامل ارائه شده است. روش های جاستین، شبکه بندی، طول خطوط تراز (هورتون)، هشت نقطه ای، منحنی شیب متوسط و سامانه های اطلاعات جغرافیایی (GIS)، بیش از سایر روش ها برای تعیین شیب متوسط یک حوزه آبخیز در طرح ها مورد استفاده قرار می گیرند. کارشناسان بر اساس تجربه از یکی از این روش ها استفاده کرده و مقدار شیب را تعیین مینمایند. بررسی های انجام شده نشان داده است که نتایج حاصله از کاربرد روش های مختلف تعیین شیب برای یک حوزه آبخیز، با یک دیگر اختلاف چشم گیر داشته است. به منظور دستیابی به دقیقترین روشی که مقدار شیب متوسط یک منطقه را نسبت به سایر روش ها ارائه دهد، لازم است که نتایج حاصل از روش های فوق الذکر با مقدار به دست آمده از اندازه گیری مستقیم شیب در صحرا مقایسه شود. در این راستا و در این تحقیق، سه منطقه با مقیاس های متفاوت در نقاط مختلف استان خراسان، در نظر گرفته شد. تعداد هفت دامنه بر روی این سه منطقه، انتخاب و مقدار شیب هر یک از دامنه های 7 گانه از روش های مختلف تعیین شد. سپس مقدار شیب توسط دوربین نقشه برداری به طور مستقیم در صحرا اندازه گیری شد. نتایج حاصل از تعیین شیب از روابط و روش های تجربی با مقدار به دست آمده از اندازهگیری مستقیم، برای دامنه های انتخابی مورد مقایسه قرار گرفت. برای مقایسه از آزمون T جفتی (Paired-Samples T test) استفاده شد. نتایج حاصله نشان داد که روش هورتون دقیق ترین روش تعیین شیب متوسط برای عرصه ها و حوزه های آبخیز است. روش های جاستین و GIS در رتبه بعدی دقت تعیین شیب، در مقایسه با اندازه گیری مستقیم این عامل در صحرا هستند.
کلید واژگان: آزمون Tجفتی, جاستین, حوزه آبخیز, روش Jacknife, هورتونDetermination of mean slope of a watershed area is an essential parameter in most of the water resources projects. There are many methods for determining this parameter. The methods frequently used can be listed as Justin، Networking، Horton، Eight points، Average slope curve and a Geographic Information System (GIS). Generally experts based on their experiences use one of the mentioned methods. Investigations in some watershed areas showed that the results of applying the various methods are considerable different in a given area. In order to obtain the most accurate method، it is necessary to compare the results of experimental methods with the mean slope which is directly measured in the field، namely direct method. In this study، three regions were selected in different parts of Khorasan Province. For these regions topographic maps with large scales of 1:1000 to 1:3000 were prepared. Afterward seven mountain slopes were chosen in the regions and mean slope was computed for the slopes using the above mentioned methods. The mean slope was directly measured in the field for all seven mountain slopes as well. The obtained results from the various methods have been compared with the direct method by Paired-Samples T test. Analysis showed that the Horton method is the most accurate method with respect to the others. Justin and GIS methods are in next order of accuracy in comparison with the direct method.Keywords: Horton_Jacknife method_Justin_Paired_Sample T Test_Watershed -
نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)، سال دهم شماره 1 (پیاپی 35، بهار 1385)، ص 91
حوضه مورد بررسی در شمال شهر کرمانشاه قرار گرفته است. مساحت حوضه 14348 هکتار، حداکثر ارتفاع آن 3300 و حداقل آن 1400 متر می باشد. براساس طبقه بندی اقلیمی به روش آمبرژه و دمارتن، اقلیم حوضه از نوع مرطوب و پوشش زنده گیاه در آن از 25 تا 55 درصد متغیر است. براساس مطالعات قابلیت اراضی و خاک شناسی، چهار تیپ اصلی اراضی کوهستانی تپه ای، آبرفت های باد بزنی شکل سنگ ریزه دار و دشت های دامنه ای در حوضه مشخص شده اند. در این پژوهش لایه های مربوط به مدل های(Modified Pasific Southwest Inter Agency) MPSIAC و (Erosion Potential Method) EPM ابتدا در محیط نرم افزار Autocad اصلاح شدند و سپس با استفاده از نرم افزار Are-Info برای لایه های اطلاعاتی توپولوژی ساخته شد. بعد از انجام این مراحل عملیات مدیریتی و انطباق لایه ها به وسیله نرم افزار Are-Neiw انجام شد. براساس روش MPSIAC، میزان فرسایش سالانه حوضه 1002.7m3/km2 و براساس روش EPM این مقدار 1739.2m3/km2 به دست آمد. هم چنین میزان رسوب سالانه در روش MPSIAC و EPM به ترتیب برابر با 307.8m3/km2 و 521.7m3/km2 محاسبه شد. کلاس فرسایشی مدل MPSIAC متوسط و کلاس فرسایشی مدل EPM در گروه شدید قرار گرفت که با مشاهدات صحرایی چندان منطبق نبود. با توجه به تحقیقات صورت گرفته مدل MPSIAC، نتایج بهتری را نسبت به مدل EPM ارایه می کند.
کلید واژگان: فرسایش, رسوب, GIS, EPM, MPSIACThis research is aimed to predict erosion and sedimentation of Tang-e-Kenesht basin in Kermanshah province using MPSIAC and EPM models in GIS software. This basin has about 14348 hectare area. This region has various vegetation, geology and soil texture and land use types. The basin has divided into 9 sub-basins and its maximum and minimum elevations are 3300 and 1400 m, respectively. Needed data were collected in part through published reports, while the remainings were derived by field survey. Necessary maps in MPSIAC and EPM models were prepared in Autocad-2000 medium and were transported to Arc-Info, after some revisions to them. After constructing topologies for all polygons, we entered all layers weights in Arc-View software. Combinations of all layers were managed thereafter. Nine layers for MPSIAC model and three layers for EPM model were combined to result the final layer of erosion and sedimentation. Basin erosion was calculated as 1002.7 and 1739.2 m3/Km2 by MPSIAC and EPM models, respectively. The result for basin sediment was 521.7 and 307.8 m3/Km2, respectively. Thereafter, medium and high erosion classes were found for the two models under study, respectively. Due to not fully compatible tables for EPM model and its subjective nature, one can conclude that MPSIAC model may have better performance.
Keywords: Erosion, Sedimentation, MPSIAC, EPM, GIS
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.