Application of the Hargreaves method for calculating the potential evapotranspiration in the hydrological modelling
Uporaba Hargreavesove metode za izračun potencialne evapotranspiracije pri hidrološkem modeliranju
- Avtorji: Maja Koprivšek, Anja Vihar, Sašo Petan
- Citat: Acta hydrotechnica, vol. 34, no. 61, pp. 77-92, 2021. https://doi.org/10.15292/acta.hydro.2021.06
- Povzetek: Z namenom izboljšanja rezultatov hidrološkega prognostičnega sistema Agencije Republike Slovenije za okolje, zlasti na porečjih z manjšim specifičnim odtokom (Pomurje) in ob visokovodnih dogodkih, ki sledijo daljšemu sušnemu obdobju, smo se odločili poiskati primerno metodo za izračun dnevnih vrednosti potencialne evapotranspiracije (PET). Izbirali smo med različnimi temperaturnimi metodami za izračun dnevnih vrednosti referenčne evapotranspiracije (ET0), rezultate katerih smo primerjali z izračunom po veliko kompleksnejši metodi Penman-Monteith na izbranih meteoroloških postajah. Vrednostim, izračunanim po Penman-Monteithovi enačbi, smo se najbolj približali z uporabo Hargreavesove metode, ki poleg povprečne dnevne temperature zraka upošteva tudi dnevni temperaturni razpon. Nato smo iz vrednosti ET0 z upoštevanjem faktorja pokrovnosti tal izračunali vrednosti PET za uporabo v hidrološkem modeliranju. Naredili smo reanalizo modelskih postavitev za porečja Save, Soče in Mure ter na izbranih hidroloških postajah primerjali simulirani pretok z merjenim. Pri tem smo kot vhodni podatek za PET na modelskih podporečjih prvič upoštevali klimatološke mesečne vrednosti, ki se že vrsto let uporabljajo pri operativnem delovanju hidrološkega prognostičnega sistema Agencije Republike Slovenije za okolje, drugič pa dnevne vrednosti, izračunane po metodi Hargreaves, z uporabo urnih vrednosti temperature zraka 2 m nad tlemi, ki so bile izračunane z modelom za kratkoročno napoved vremena ALADIN oz. meteorološkega sistema INCA/AT. Na vseh izbranih računskih točkah so modelske postavitve z dnevnimi vrednostmi PET izkazale večjo uspešnost pri simulaciji pretokov v primerjavi z modelskimi postavitvami s klimatološkimi mesečnimi vrednostmi.
- Ključne besede: Hargreavesova metoda, potencialna evapotranspiracija, hidrološko modeliranje, faktor rastlin, hidrološki prognostični sistem, analiza modelske uspešnosti.
- Polno besedilo: a34mk.pdf
- Viri:
- Allen, R. G., Pereira, L. S., Raes, D., Smith, M. (1998). Crop evapotranspiration – Guidelines for computing crop water requirements, FAO Irrigation and drainage paper 56, FAO, Rome. ISBN 92-5-104219-5. Dostopno na: http://www.fao.org/3/X0490E/x0490e00.htm#Contents (pridobljeno: 27. 2. 2019).
- ARSO (2021). Agrometeorološka napoved ARSO. Dostopno na: http://meteo.arso.gov.si/met/sl/agromet/forecast/
- (pridobljeno: 16. 2. 2021).
- ARSO (2019). Faktor rastlin za nekatere rastline. Oddelek za agrometeorološke analize. Sporočilo: Koprivšek, M. 18. 12. 2019. Osebna komunikacija.
- Cegnar, T. (2019). Podnebne razmere v maju 2019, Naše okolje, Mesečni bilten Agencije RS za okolje 5/XXVI, 3–26.
- Cesar, P., Šraj, M. (2012). Evapotranspiracija: pregled vplivnih dejavnikov in metod izračuna, Geografski vestnik 84(2), 73–87.
- Blaney, H. F., Criddle, W. P. (1950). Determining water requirements in irrigated areas from climatological and irrigation data, United States Department of Agriculture, Washington, 48 str.
- Bormann, H. (2011). Sensitivity analysis of 18 different potential evapotranspiration models to observed climatic change at German climate stations, Climatic Change 104, 729–753. https://doi.org/10.1007/s10584-010-9869-7.
- EEA (2019). Corine Land Cover 2018. Dostopno na:
- https://www.eea.europa.eu/data-and-maps/data/copernicus-land-monitoring-service-corine (pridobljeno 1. 6. 2020).
- Hargreaves, G. H., Asce, F., Allen, R. G. (2003). History and evaluation of Hargreaves evapotranspiration equation, Journal of Irrigation and Drainage Engineering 129, 53–63. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9437(2003)129:1(53).
- Hargreaves, G. H., Samani, Z. A. (1985). Reference crop evapotranspiration from temperature, Applied Engineering in Agriculture. Paper presented in ASAERegional Meeting, Grand Junction, Colorado. https://doi.org/10.13031/2013.26773.
- Kovačec, M., Šraj, M. (2017). Uporaba modela SWAT za hidrološko modeliranje, Acta hydrotechnica 30(52), 1–13.
- Krause, P., Boyle, D.P., Bäse, F. (2005). Comparison of different efficiency criteria for hydrological model assessment, Advances in Geosciences 5, 89–97. https://doi.org/10.5194/adgeo-5-89-2005.
- Lang, D., Zheng, J., Shi, J., Liao, F., Ma, X., Wang, W., Chen, X., Zhang, M. (2017). A Comparative Study of Potential Evapotranspiration Estimation by Eight Methods with FAO Penman–Monteith Method in Southwestern China, Water 9, 734, 1–18. https://doi.org/10.3390/w9100734.
- Maček, U., Bezak, N., Šraj, M. (2018). Reference evapotranspiration changes in Slovenia, Europe, Agricultural and Forest Meteorology 260-261, 183–192. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2018.06.014.
- Mikoš, M., Krajnc, A., Matičič, B., Müller, J., Rakovec, J., Roš, M., Brilly, M. (2002). Hidrološko izrazje, Acta hydrotechnica 20-32, 3–324.
- Nash, J. E., Sutcliffe, J. V. (1970). River flow forecasting through conceptual models. Part I: A discussion of principles. Journal of Hydrology 10, 282–290.
- Oudin, L., Hervieu, F., Michel, C., Perrin, C., Andréassian, V., Anctil, F., Loumagne, C. (2003). Which potential evapotranspiration input for a lumped rainfall–runoff model? Part 2—Towards a simple and efficient potential evapotranspiration model for rainfall–runoff modelling, Journal of Hydrology 303, 290–306. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2004.08.026.
- Petan, S., Golob, A., Moderc, M. (2016). Hidrološki prognostični sistem Agencije Republike Slovenije za okolje. Acta hydrotechnica 28(49), 119–131.
- Schrödter, H. (1985). Verdunstung. Anwendungsorientierte Messverfahren und Bestimmungsmethoden. Springer Verlag, Berlin, 186 str.
- Snyder, R. L., Orang, M., Bali, K., Eching, S. (2000). Basic irrigation scheduling (BIS). University of California, 10 str.
- Sperna Weiland, F. C., Tisseuil, C., Dürr, H. H., Vrac, M., van Beek, L. P. H. (2012). Selecting the optimal method to calculate daily global reference potential evaporation from CFSR reanalysis data for application in a hydrological model study, Hydrololy and Earth System Sciences 16, 983‒1000. https://doi.org/10.5194/hess-16-983-2012.
- Time and Date AS (2019). Sun calculator. Dostopno na: https://www.timeanddate.com/ (pridobljeno: 18. 10. 2019).
- Vanderlinden, K., Giráldez, J. V., Van Meirvenne, M. (2004). Assessing Reference Evapotranspiration by the Hargreaves Method in Southern Spain, Journal of Irrigation and Drainage Engineering 130(3), 184–191. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9437(2004)130:3(184).
- Wald, L., Albuisson, M., Best, C., Delamare, C., Dumortier, D., Gaboardi, E., Hammer, A., Heinemann, D., Kift, R., Kunz, S., Lefèvre, M., Leroy, S., Martinoli, M., Ménard, L., Page, J., Prager, T., Ratto, C., Reise, C., Remund, J., Rimoczi-Paal, A., Van der Goot, E., Vanroy, F., Webb, A., (2004). SoDa: a Web service on solar radiation. Proceedings of the 14. Intern. Sonnenforum »Eurosun 2004«, Freiburg, Germany, Volume 3, 921–927.
- WMO (2008). Guide to Hydrological Practices. Volume I, Hydrology – From Measurement to Hydrological Information. WMO-No. 168.
- Žust, A. (2017). Trajnostna kmetijska pridelava zahteva spremljanje meteoroloških in agrometeoroloških dejavnikov. Kmečki glas 30.