ارزیابی روش‌های تخمین میزان تبخیر برای مخزن سد ساوه (الغدیر)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

کارشناس ارشد /مهندسی آب، شرکت آب منطقه‌ای گلستان، گرگان، گلستان، ایران

چکیده

در این تحقیق میزان تبخیر سالانه و ماهانه از دریاچه سد ساوه (الغدیر) توسط تعدادی از روش‌ها از قبیل روش بیلان آبی و استفاده از تشتک تبخیر، روابط تجربی، روابط نوع Penman، روش بیلان انرژی (BREB) و مدل CRLE به مدت 13 سال (1386-1374) برآورد گردیده  است. مقادیر تبخیر سالانه روش‌های مختلف مورد استفاده از مقدار حداقل 145 سانتی‌متر برای روش Debruin-Keijman تا مقدار حداکثر 175 سانتی‌متر برای روش CRLE آب‌های کم عمق متغیر می‌باشد. همچنین، الگو و تفاوت میانگین بلند‌مدت (13 ساله) ماهانه تبخیر حاصل از هر یک از روش‌های مورد استفاده در این تحقیق با نتایج روش بیلان انرژی به عنوان روش استاندارد متفاوت می‌باشد. روش‌هایی از قبیل روش Mass transfer ،Debruin، Penman،  Makkink، Papadakis و Priestley-Taylor دارای میانگین مقدار ماهانه تبخیر تقریباً برابر با روش BREB می باشند، ولی در این میان انحراف معیار روش‌های  Penman، Mass transfer و Priestley-Taylor بسیار کوچک می‌باشد و روش‌های ذکر شده دیگر دارای انحراف معیار نسبتاً زیادی هستند. همچنین، علاوه بر مدل CRLE که صلاحیت آن برای محاسبه تبخیر از مخزن سد ساوه رد شد، ر‌وش‌های  Thornthwaite، Hamon و Ryan-Harleman نیز دارای انحراف زیادی نسبت به روش استاندارد مورد استفاده می‌باشند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Comparison of evaporation estimation methods applied to the Reservoir of Saveh (Alghadir) Dam, Iran

نویسنده [English]

  • A Hassani
M.Sc Graduate of water engineering,Golestan Regional Water Co., Gorgan, Golestan, Iran, Email:
چکیده [English]

In this study, several precise models and methods are used for estimating annual and monthly evaporation rates for the reservoir of Saveh (Alghadir) Dam for 13 years (1995-2007). Water budget and evaporation pan, experimental methods, penman type equations, Bowen Ratio Energy Budget (BREB) method, and Complementary Relationship Lake Evaporation model (CRLE) were applied to this study. The maximum and minimum values for the mean annual evaporation rates are estimated between 145 cm (for Debruin-Keijman method) and 175 cm (CRLE model for shallow lakes). Also the long term monthly evaporation pattern from the applied methods are different from the standard method of BREB evaporation. The least difference in the mean monthly evaporation from the BREB results, are for the Mass Transfer, Papadakis, Penman, Brutsaert-Stricker, and Priestley-Taylor methods. However, only the standard deviation of Penman and Mass Transfer methods were very small and the other three methods have relatively large standard deviation from the BREB results. The qualification of the CRLE model have been rejected, and the Thornthwaite, Hamon and Ryan-Harleman methods have also large bias in mean and standard deviation for monthly evaporation rates from the BREB results.

کلیدواژه‌ها [English]

  • evaporation estimation
  • Energy budget method
  • Free water surfaces
  • CRLE model

در این تحقیق میزان تبخیر سالانه و ماهانه از دریاچه سد ساوه (الغدیر) توسط تعدادی از روش‌ها و مدل‌های معتبر و دقیق به مدت 13 سال (1386-1374) مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل، میزان تبخیر متوسط سالانه توسط روش بیلان آبی را حدود 155 سانتی‌متر به دست می‌دهد. با در نظر گرفتن میانگین سالانه تبخیر 4/160 سانتی‌متری برای دوره آماری توسط روش بیلان انرژی می‌توان گفت حدود 49% تبخیر سالانه از مخزن سد ساوه فقط در سه ماهه فصل تابستان و تنها حدود 10% آن در فصل زمستان صورت می‌گیرد. مقدار میانگین تبخیر سالانه با استفاده از روش بیلان انرژی و توسط اندازه گیری‌های تشتک تبخیر برای 13 سال آماری به ترتیب 6/156 و 2/282 می‌باشد که بدین ترتیب ضریب تشتک میانگین 56/0 برای منطقه حاصل می‌گردد. در مورد مقادیر تبخیر سالانه روش‌های مختلف مورد استفاده در این تحقیق می‌توان گفت که برای دوره آماری 13 ساله (1386-1374) تغییرات از مقدار حداقل 145 سانتی‌متر (برای روش Debruin-Keijman) تا مقدار حداکثر 175 سانتی‌متر برای روش CRLE آب‌های کم عمق صورت گرفته است. به طور کلی می‌توان گفت روش‌هایی از قبیل روش Mass transfer، Debruin، Penman، Makkink، Papadakis و Priestley-Taylor دارای میانگین مقدار ماهانه تبخیر تقریباً برابر با روش BREB می‌باشند. همچنین، علاوه بر مدل CRLE که صلاحیت آن برای محاسبه تبخیر از مخزن سد ساوه رد شد، روش‌های Thornthwaite، Hamon و Ryan-Harleman نیز دارای انحراف زیادی در مقادیر میانگین و انحراف معیار اختلاف ماهانه نسبت به روش استاندارد مورد استفاده می‌باشند.

 

پی نوشت‌ها

1- Complementary Relationship Lake Evaporation model

2- Bowen Ratio Energy Budget Method

 

6- مراجع

مهندسین مشاور جاماب، طرح جامع آب کشور ، (1377).

Allen, R., Pereira, L., Raes, D. and Smith, M. (1998). Crop evapotranspiration: guidelines for computing crop water requirements, FAO Irrigation and Drainage Paper. 56, FAO, Rome, Italy, 300 pp.

Anderson, E.R. (1954). Energy-budget studies, water-loss investigations: Lake Hefner studies, US Geological Survey Professional Paper 269, pp. 71–119.

Bowie, G., Mills, W., Porcella, D., Campbell, C., Pagenkopf, J., Rupp, G., Johnson, K., Chan, P. and Gherini, S. (1985). Rates, constants and kinetics formulations in surface water quality modeling, EPA/600/3- 85/040, Athens, USA.

Brutsaert, W., )1982(. Evaporation In to the Atmosphere: Theory, History and Applications. D. Reidel Publishing Company, Dordrecht.

Dos Reis, R. and Dias, N. (1998). Multi-season lake evaporation: energy-budget estimates and CRLE model assessment with limited meteorological observations, Journal of Hydrology, 208, pp. 135– 147.

Harbeck, G.E. (1958). Water-loss investigations: Lake Mead Studies, U.S.G.S, pp. 100-298.

Henderson-Sellers, B. (1986). Calculating the surface energy balance for lake and reservoir modeling: a review, Reviews of Geophysics, 24 (3), pp. 625–649.

Jensen, M.E., Burman, R.D. and Allen, R.G., eds. )1990(. Evapotranspiration and irrigation water requirements, A.S.C.E. Manuals and Reports on Engineering Practice, 70, 332 p.

Kamali, G. and Moradi, A. )2004(. Solar Radiation, Principles & Applications in the Agriculture and Renewable Energies, Meteorological Institute Publications (Persian).

Kotsopoulos, S. and Babajimopoulos, C. (1997). Analytical estimation of modified Penman equation parameters, Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 123 (4), pp. 253–256.

Lenters, J.D., Kratz, T.K. and Bowser, C.J. (2005), “Effect of climate variability on lake evaporation: Results from a long-term energy budget study of sparkling lake, Northern Wisconsin (USA)”. Journal of Hydrology, 308, pp. 168–195.

Orlob, G. (1981). Models for stratified impoundments. In: A. Biswas, Editor, Models for Water Quality Management, McGraw Hill, USA. pp. 273–313.

Rosenberry, D.O., Winter, T.C., Buso, D.C. and Likens, G.E. )2007(. Comparison of 15 evaporation methods applied to a small mountain lake in the northeastern USA, Journal of Hydrology, 340, Pages 149-166.

Tanny, J., Cohen, S., Assouline, S., Lange, F., Grava, A., Berger, D., Teltch, B. and Parlange, M.B. )2008(. Evaporation from a small water reservoir: Direct measurements and estimates, Journal of Hydrology, 351, Pages 218-229.

Vallet-Coulomb, C., legesse, D., Gasse, F., Travi, Y. and Chernet, T. (2001). Lake Evaporation Estimates in Tropical Africa (Lake Ziway, Ethiopia), Journal of Hydrology, 245, pp. 1-18.

Winter, T.C. and Rosenberry, D.O. (1995). Evaluation of 11 equations for determining evaporation for a lake in the North Central United States, Water Resources Research, 31 (4), pp. 983-993.

Winter, T., Buso, D., Rosenberry, D., Likens, G., Sturrock, A. and Mau, D. (2003). Evaporation determined by the energy-budget method for Mirror Lake, New Hampshire, Limnology and Oceanography, 48 (3), pp. 995–1009.