JENSEN HAİSE YÖNTEMİ KULLANILARAK KAHRAMANMARAŞ KOŞULLARINDA REFERANS EVAPOTRANSPİRASYONUN TAHMİN EDİLMESİ

Creative Commons License

Usta S., Gençoğlan C., Gençoğlan S.

III. INTERNATIONAL SIIRT CONFERENCE ON SCIENTIFIC RESEARCH, Siirt, Türkiye, 18 - 19 Kasım 2022, cilt.1, sa.1, ss.2628-2647

  • Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
  • Cilt numarası: 1
  • Basıldığı Şehir: Siirt
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.2628-2647
  • Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Hidroloji, meteoroloji, sulama ve toprak bilimleri kapsamında yapılan birçok çalışmada temel veri olarak kullanılan evapotranspirasyon (ET), lizimetre ile en gerçekçi ve doğru şekilde ölçülebilmektedir. Ancak ölçme işlemlerinin zor ve zaman alıcı olması nedeniyle, ampirik yöntemler kullanılarak ET’nin tahmin edilmesi yolu daha çok tercih edilmektedir. Uygun bir ampirik yöntem ile referans çim bitkisi için belirlenen evapotranspirasyonun (ETo) bitki katsayısı (kc) ile düzeltilerek, ET miktarının tahmin edilmesi yaklaşımı yaygın olarak kullanılmaktadır. Penman Monteith (PM) yöntemi FAO-56 modifikasyonu ETo tahminlerinde en çok tercih edilen yöntemlerin başında gelmektedir. Bu yöntem kullanılarak hava sıcaklığı (T), oransal nem (RH), solar radyasyon (Rs) ve rüzgâr hızına (U2) bağlı olarak ETo tahmin edilebilmektedir. Meteoroloji yer gözlem istasyonlarının daha çok şehir merkezlerinde bulunması nedeniyle, kırsal bölgelerde bu parametrelerin birçoğu ölçülememektedir. Dolayısıyla daha az sayıda parametreye ihtiyaç duyulan Thornthwaite, Blaney Criddle, Priestly Taylor, Hargreaves Samani, Makkink ve Jensen Haise gibi yöntemlerin kullanılması zorunlu hale getirmektedir. Bu ampirik yöntemlerin güvenilirliği iklim ve çevre özelliklerine bağlı olarak değişmektedir. Dolayısıyla kullanılacakları yöre koşullarında test edilmeleri gerekmektedir. Bu çalışmada Jensen Haise (JH) yönteminin Kahramanmaraş koşullarındaki günlük ortalama ETo tahminlerinde kullanılabilirlik düzeyinin belirlenmesi amaçlanmıştır.

Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesinde 2019, 2020 ve 2021 yıllarının Temmuz – Ekim dönemleri boyunca yürütülen bu çalışmada giriş değişkenleri olarak kullanılan T, RH, Rs ve U2 verileri Programlanabilir Lojik Kontrolör (PLC) cihazı tarafından yönetilen sensörler ile ölçülmüştür. Bu değişkenlerden sadece T kullanılarak JH yöntemi ile tahmin edilen ETo değerleri, değişkenlerin tamamının kullanıldığı FAO-56 PM yöntemi ile elde edilen değerlerle karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma kriteri olarak ortalama mutlak göreceli hata oranı (MAPE) dikkate alınmıştır. FAO-56 PM ile tahmin edilen ETo miktarları 2019, 2020 ve 2021 yılları için sırasıyla 1.63 – 8.81 mm gün-1, 2.20 – 8.93 mm gün-1, 1.77 – 9.60 mm gün-1 arasında değişmiştir. Benzer şekilde JH yöntemi ile sırasıyla 1.95 – 10.99 mm gün-1, 1.98 – 9.90 mm gün-1 ve 1.72 – 9.94 mm gün-1 arasında değişen ETo değerleri elde edilmiştir. Bu yöntem kullanılarak birinci yıl %75.05 (MAPE= %24.95), ikinci yıl %85.83 (MAPE= %14.17) ve üçüncü yıl %85.95 (MAPE= %14.05) doğruluk oranına sahip ETo değerleri tahmin edilmiştir. FAO-56 PM için yeterli veri olmaması durumunda JH yönteminin iyi bir alternatif olduğu ve günlük ortalama ETo tahminlerinde kullanılabileceği sonucuna ulaşılmıştır.

Evapotranspiration (ET), which is used as the basic data in many studies within the scope of hydrology, meteorology, irrigation and soil sciences, can be measured in the most realistic and accurate way with lysimeter. However, due to the difficult and time-consuming measurement processes, it is more preferred to estimate ET using empirical methods. The approach of estimating ET by correcting the evapotranspiration (ETo) determined using an appropriate empirical method for the reference grass crop with the crop coefficient (kc) is widely used. Penman Monteith (PM) method FAO-56 modification is one of the most preferred methods in ETo estimations. Using this method, ETo can be estimated based on air temperature (T), relative humidity (RH), solar radiation (Rs) and wind speed (U2). Many of these parameters cannot be measured in rural areas due to the fact that meteorological ground observation stations are mostly located in city centers. Therefore, it is necessary to use methods such as Thornthwaite, Blaney Criddle, Priestly Taylor, Hargreaves Samani, Makkink and Jensen Haise, which require fewer parameters. The reliability of these empirical methods varies depending on climate and environmental characteristics. Therefore, they should be tested in the local conditions where they will be used. In this study, it is aimed to determine the usability level of Jensen Haise (JH) method in daily average ETo estimations in Kahramanmaraş conditions.

T, RH, Rs and U2 data used as input variables in this study, which was carried out at Kahramanmaraş Sütçü İmam University during the July – October periods of 2019, 2020 and 2021, were measured with sensors controlled by the Programmable Logic Controller (PLC). Among these variables, the ETo values estimated by the JH method using only T were compared with the values obtained by the FAO-56 PM method, in which all the variables were used. The mean absolute percentage error (MAPE) was taken into account as the comparison criterion. The ETo values estimated by FAO-56 PM varied between 1.63 – 8.81 mm day-1, 2.20 – 8.93 mm day-1, 1.77 – 9.60 mm day-1 for years of 2019, 2020 and 2021, respectively. Similarly, ETo values varied between 1.95 – 10.99 mm day-1, 1.98 – 9.90 mm day-1 and 1.72 – 9.94 mm day-1 were obtained by JH method, respectively. Using this method, ETo values with an accuracy rate of 75.05% (MAPE= 24.95%) in the first year, 85.83% (MAPE= 14.17%) in the second year and 85.95% (MAPE= 14.05%) in the third year were estimated. It has been concluded that the JH method is a good alternative and can be used to estimate daily average ETo in case of there is not enough data for FAO-56 PM method.