مدل سازی ریاضی تبخیر-تعرق محصولات استراتژیک در عرض های جغرافیایی مختلف کشور

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

2 هیئت علمی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران

3 کرج - پردیس کشاورزی و منابع طبیعی -گروه مهندسی آبیاری و ابادانی

چکیده

رشد روزافزون جمعیت و به تبع آن افزایش تقاضا برای غذا، کمبود منابع آب و افزایش رقابت بین بخش های مختلف مصرف کننده آب، تعیین دقیق نیازآبی گیاهان زراعی را به امری ضروری تبدیل کرده است. این پژوهش با هدف مدل سازی نیاز آبی تجمعی محصولات استراتژیک در عرض های مختلف جغرافیایی فقط با متغیر ورودی زمان (طول دوره رشد) انجام شد. با توجه به سیگموئیدی بودن نمودار نیاز آبی تجمعی محصولات مختلف در مقابل زمان دوره رشد، سه مدل لجستیک سه پارامتری، گوسین و پلی نومیال مرتبه سه برای مدل-سازی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که هر سه مدل مورد استفاده، با توجه به سه شاخص R^2، RMSE و NSE از دقت بالایی در برآورد نیاز آبی تجمعی در طول دوره رشد برای محصولات مورد بررسی برخوردار بودند اما مدل لجستیک برخلاف دو مدل گوسین و پلی نومیال، در محدوده طول دوره رشد، شکل اصلی خود را حفظ نموده و از جنبه فیزیکی و بیولوژیکی برای مدل سازی نیاز آبی تجمعی بسیار مناسبتر است. با استفاده از این مدل به راحتی نیاز آبی محصول مورد نظر را در هر لحظه و هر بازه زمانی دلخواه از دوره رشد در مقیاس ثانیه، دقیقه، روز، هفته، ماه با دقت بالا برآورد کند. بر اساس نتایج این تحقیق برای هر محصول در یک منطقه همگن از نظر طول دوره رشد، معادله ای با دقت بسیار بالا ارائه شد که از نتایج آن می توان نیاز آبی را به راحتی و با دقت بالا برآورد نمود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Mathematical Modeling of the Evapotranspiration of Common Crops in Different Latitudes of Iran

نویسندگان [English]

  • Iman Hajirad 1
  • Abdol majid Liaghat 3
1 Department of Irrigation and Reclamation Engineering, Faculty of Agriculture, University of Tehran, Karaj, Iran
3 Department of Irrigation and Reclamation Engineering, Faculty of Agriculture, University of Tehran, Karaj, Iran
چکیده [English]

The objective of this study was to develop a model for estimating the cumulative water requirement of common crops (wheat, barley, corn, and forage corn) on various latitudes within a specific region . Remarkably, the model only considers time as the input variable . Because the relationship between the cumulative water requirement of various crops and the length of the growth period follows a sigmoidal pattern, three mathematical models were employed to capture this trend. These models include three-parameter logistic models, Gaussian functions, and third-order polynomials, all used for the purpose of modeling. The findings indicated that all three models employed in the study exhibited high accuracy in estimating the cumulative water requirement for the crops during the growth period. The logistic model, in particular, demonstrated superior performance when evaluated using R2, RMSE, and NSE indices. Unlike the Gaussian and polynomial models, the logistic model preserved its original shape within the range of the growth period length, making it more appropriate for modeling the cumulative water demand from a physical and biological standpoint. With the utilization of this model, the water requirement for the intended product can be effortlessly estimated at any given point and within any desired time interval throughout the growth period, spanning from seconds and minutes to days, weeks, months, and beyond. As per the findings of this study, an equation with exceptional precision was introduced for each product in a homogeneous region, where the length of the growth period is consistent.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Mathematical Modeling
  • Cumulative Water Requirement
  • Length of Growth Period
  • Evapotranspiration

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 23 آبان 1402
  • تاریخ دریافت: 22 شهریور 1402
  • تاریخ بازنگری: 13 آبان 1402
  • تاریخ پذیرش: 23 آبان 1402