تحلیل کاربردی مقادیر تبخیرتعرق برآورد شده از تصاویر ماهواره‌ای در شناسایی مناطق با پتانسیل صرفه ‏جویی مصرف آب در حوضه آبریز دریاچه ارومیه

نوع مقاله : یادداشت فنی (5 صفحه)

نویسندگان

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

2 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

3 مسؤول واحد هیدروانفورماتیک ستاد احیای دریاچه ارومیه، دانشگاه صنعتی شریف

چکیده

 
در سال‏های گذشته، مطالعات متعددی برای برآورد تبخیرتعرق گیاهان به روش‏های مختلف در سطح حوضه آبریز دریاچه ارومیه و یا به‌صورت موضعی انجام شده است. در بسیاری از این مطالعات امکان‏سنجی برآورد مصرف واقعی آب با الگوریتم‏های مختلف مورد بررسی قرار گرفته شده است. در حالیکه هدف از انجام این مطالعه استخراج یک نتیجه کاربردی در راستای تحقق اهداف احیای دریاچه ارومیه بود. مقادیر تبخیرتعرق برآورد شده از تصاویر ماهواره‌ای با استفاده از الگوریتم SEBAL و مقایسه آن با مقادیر بارندگی در پهنه‏های مختلف به منظور مکان‏یابی مناطق تحت آبیاری انجام شد. از نتایج این بررسی مناطق با مصرف بالای آب (Hot_Spots) در سطح حوضه استخراج شد. این مناطق می‏تواند معرف مناطق با حداکثر پتانسیل صرفه‏جویی آب باشند. مقادیر برآورد شده تبخیرتعرق واقعی (ETa) با استفاده از تصاویر ماهواره‏ای در مقایسه با مقادیر بارندگی (P-ETa=باران مازاد بر مصرف (+) یا نیاز خالص آبیاری (-)) برای سال­های زراعی 2014-2013 و 2015-2014 در پهنه‏های مختلف حوضه استخراج شد. بررسی­ها نشان داد در نواحی غربی (دشت ارومیه) و جنوب شرقی دریاچه (دشت‏های میاندوآب و مهاباد) و در قسمت­هایی از مناطق شمال شرقی و شمال غربی (سراب و سلماس) مقادیر مصرف واقعی به‏مراتب بیشتر از میزان بارندگی بوده که بیانگر سطح بالای اراضی تحت آبیاری در این مناطق است. بررسی نقشه‏های کاربری اراضی نیز تراکم بالای اراضی تحت آبیاری را در این مناطق نشان می‏دهد. درنتیجه، شناسایی مناطق تحت آبیاری و دارای پتانسیل بالای صرفه‏جویی می‏تواند برای پیاده‏سازی و اجرای طرح‏های الگویی (pilot) صرفه‏جویی مصرف آب و در راستای تامین حقابه از دست رفته دریاچه راهگشا باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Practical Analysis of Estimated Evapotranspiration Values from Satellite Imagery to Identify Potential Water Conservation Areas in Urmia Lake Basin

نویسندگان [English]

  • Masoud Parsinejad 1
  • omid raja 2
  • Behdad Chehrenegar 3
1 Associate professor, Department of Irrigation and Reclamation Engineering, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran.
2 Ph.D. student,, Department of Irrigation and Reproduction Engineering, Faculty of Agriculture Engineering & Technology, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran.
3 Hydroinformatics division, Urmia Lake Restoration Program, Sharif University of Technology
چکیده [English]

In recent years, several studies have been carried out to estimate evapotranspiration of crops in different ways at Urmia Lake basin or locally. In many of these studies, the feasibility of estimating the actual water-use has been investigated with different algorithms. The purpose of this study was to extract a practical result in order to achieve the aims of restoring Lake Urmia. Estimated evapotranspiration values using SEBAL algorithm were compared with rainfall values in different zones to locate irrigated areas. From the results of this study, areas with high water consumption “Hot spots” were extracted at the basin. These areas can represent areas with maximum water saving potential. Estimated actual evapotranspiration (ETa) values using satellite images compared with rainfall values (P-ETa = (+) rainfed or = (-) net irrigation requirement) for the years 2013-14 and 2014-15 were extracted in different zones at basin. The results showed that actual evapotranspiration values in the western (Urmia plain), south-eastern lakes (Miandoab and Mahabad plains), and in parts of the northeast and northwest (Sarab and Salmas) were much higher than the amount of rainfall. Which indicates the high concentration of irrigated lands in these areas. Land use maps also showed high density of irrigated land in these areas. In result, identifying irrigated areas with high water saving potential can be to implement water saving pilot schemes and to provide the lost water of the lake.

کلیدواژه‌ها [English]

  • evapotranspiration
  • SEBAL
  • High Conservation Areas
  • Saving
  • Urmia Lake Basin
AghaKouchak A, Norouzi H, Madani K, Mirchi A, Azarderakhsh M, Nazemi A, ... Hasanzadeh E (2015) Aral Sea syndrome desiccates Lake Urmia: Call for action. Journal of Great Lakes Research 41(1):307-311
Alizadeh‐Choobari O, Ahmadi‐Givi F, Mirzaei N, Owlad E (2016) Climate change and anthropogenic impacts on the rapid shrinkage of Lake Urmia. International Journal of Climatology 36(13):4276-4286
Amirataee B, Montaseri M, and Sanikhani H (2016) The analysis of trend variations of reference evapotranspiration via eliminating the significance effect of all autocorrelation coefficients. Theoretical and Applied Climatology 126(1-2):131-139
Ashraf S, AghaKouchak A, Nazemi A, Mirchi A, Sadegh M, Moftakhari HR, ... Anjileli H (2019) Compounding effects of human activities and climatic changes on surface water availability in Iran. Climatic Change 152(3-4):379-391
Bagheri Haruni MH, Morid S, and Arshad S (2015) Assessment of remote sensing SEBAL algorithm to estimate actual evapotranspiration from different land uses (Case study: Urmia Lake basin). Iranian Water Research Journal 9(1):101-110 (In Persian)
Chaudhari S, Felfelani F, Shin S, and Pokhrel Y (2018) Climate and anthropogenic contributions to the desiccation of the second largest saline lake in the twentieth century. Journal of Hydrology 560:342-353
Elnmer A, Khadr M, Kanae S, and Tawfik A (2019) Mapping daily and seasonally evapotranspiration using remote sensing techniques over the Nile delta. Agricultural Water Management 213:682-692
FAO under the integrated programme for sustainable water resources management in Urmia Lake basin (2017) (GCP/IRA/066/JPN):1-32
Ghale YAG, Altunkaynak A, and Unal A (2018) Investigation anthropogenic impacts and climate factors on drying up of Urmia Lake using water budget and drought analysis. Water Resources Management 32(1):325-337
Han CMY, Chen X, and Su Z (2016) Estimates of land surface heat fluxes of the Mt. Everest region over the Tibetan Plateau utilizing ASTER data. Atmospheric Research 168:180-190
Javadian M, Kordi F, and Tajrishy M (2019) Evaluation and comparison of estimation methods for actual evapotranspiration in the Urmia Lake basin. Journal of Eco Hydrology 6(1):125-136 (In Persian)
Kamran KV, Khorrami B (2018) Change detection and prediction of Urmia Lake and its surrounding environment during the past 60 years applying geobased remote sensing analysis. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences 42(3/W4)
Karimi P (2018) Satellite derived gap-free monthly Actual Evapotranspiration using SEBAL and spatio-temporal interpolation for Urmia Lake basin. Technical document submitted to FAO under the integrated programme for sustainable water resources management in Urmia Lake basin (GCP/IRA/066/JPN):1-32
Khazaei B, Khatami S, Alemohammad SH, Rashidi L, Wu C, Madani K, ... Aghakouchak A (2019) Climatic or regionally induced by humans? Tracing hydro-climatic and land-use changes to better understand the Lake Urmia tragedy. Journal of Hydrology 569:203-217
Mojtahedi AR, Almasi R, and Dadashzadeh M (2018) The evaluation of the impact of the anthropogenic factors on Lake Urmia crisis using Remote Sensing and GIS. Journal of Civil and Environmental Engineering 48(2);59-70 (In Persian)
Qamarnia H, Rezvani SV (2015) An estimation of evapotranspiration using SEBAL method and its comparison with penman-montieth: A case study of Bilevar plain, Western Iran. International Bulletin of Water Resources and Development 3(1):16-31 (In Persian)
Rahimpour M, Karimi N, and Aydın H (2019) Evaluation of pixel-based and object oriented classification approaches for determination of land use changes in Van Lake basin and it comparison with Lake Urmia basin. Iran Water Resources Research 15(1):1-13 (In Persian)
Taheri, M, Emadzadeh M, Gholizadeh M, Tajrishi M, Ahmadi M, and Moradi M (2019) Investigating the temporal and spatial variations of water consumption in Urmia Lake River basin considering the climate and anthropogenic effects on the agriculture in the basin. Agricultural Water Management 213:782-791
Tasumi M, Trezza R, Allen RG, and Wright JL (2003) U.S. validation tests on the SEBAL model for evapotranspiration via satellite. ICID Workshop on Remote Sensing of ET for large Regions 17 Sept.
Zhong L, Ma Y, Hu Z, Fu Y, Hu Y, Wang X, and ... Ge N (2019) Estimation of hourly land surface heat fluxes over the Tibetan Plateau by the combined use of geostationary and polar-orbiting satellites. Atmospheric Chemistry and Physics 19(8):5529-5541
Ziaee R, Moghaddasi M, Paimozd S, and Bagher MH (2019) Comparison of SEBS and SEBAL algorithms in evaporation estimation from open water surface with the assessment of the salinity effect. Journal of Soil and Water Sciences 22(4):317-329 (In Persian)