مقايسه نتايج مدل درختي M5 و برنامه‌ريزي ژنتيك با روش پنمن-مونتيث-فائو براي تخمين تبخير- تعرق مرجع

Performance Assessment of M5 Tree Model and Genetic Programming in Tabriz Station Reference Evapotranspiration Modeling

تبخير-تعرق به عنوان يكي از اجزاء مهم چرخه هيدرولوژيك، نقش مهمي در بيلان حوضه‌هاي آبريز دارد. براي محاسبه حجم تبخير-تعرق و نياز آبي در گياهان، لازم است ابتدا مقدار تبخير-تعرق مرجع (ET0) محاسبه و اعمال ضرائبي، تبخير-تعرق براي هر نوع گياهي محاسبه شود. در اين تحقيق، ابتدا براساس روش استاندارد و متداول فائو-پنمن-مونتيث و داده‌هاي هواشناسي ايستگاه تبريز، مقدار تبخير-تعرق مرجع ماهانه در منطقه تبريز استان آذربايجان شرقي محاسبه شد. سپس با استفاده از پارامترهاي هواشناسي شامل ميانگين، حداقل و حداكثر دما و رطوبت نسبي، مقدار بارش، سرعت باد و ساعات آفتابي به عنوان ورودي برنامه‌ريزي ژنتيك و مدل درختي M5 در مقياس زماني ماهانه، ميزان تبخير-تعرق مرجع به عنوان خروجي مدل برآورد گرديد. نتايج نشان داد كه هر دو روش مذكور نتايج دقيقي (با ضريب تبيين 99/0 براي مدل درختي M5 و 96/0 براي برنامه­ريزي ژنتيك) را جهت پيش‌بيني تبخير-تعرق مرجع ماهانه در منطقه تبريز ارائه مي‌دهند، ولي مدل درختي M5 روابط خطي ساده، قابل فهم و كاربردي­تري براي پيش­بيني تبخير-تعرق مرجع ارائه مي­دهد.

Evapotranspiration has a main role in water budget assessment and management. In plant water requirements and evapotranspiration volume calculation, firstly reference evapotranspiration (ET0) have to be computed and then plant water requirements can be estimated using different methods. In this research, firstly the reference evapotranspiration factor was calculated by standard FAO-Penman-Monteith formula via climatic data of Tabriz station, East Azerbaijan province. Climatic parameters include mean, minimum and maximum of air temperature also mean, minimum and maximum of relative humidity, rainfall, wind speed and sunshine hours were considered as an input of genetic programming and M5 tree models to estimation of monthly reference evapotranspiration as an output. Results showed that both of two approaches present exact results (determination coefficient for M5 tree model equal to 0.99 and for GP equal to 0.96) in estimating monthly reference evapotranspiration in Tabriz region, but M5 model tree, provides understandable, applicable and simple linear relations to estimate reference evapotranspiration.