
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 622 |
تعداد مقالات | 6,489 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,609,215 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,200,280 |
تعیین بهترین روش دمایی برآورد تبخیر از سطح مخزن سد کارده به منظور بررسی تاثیر کاهش حجم مفید مخزن بر مقدار افزایش تبخیر از سطح دریاچه | ||
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک | ||
مقاله 2، دوره 26، شماره 2، خرداد و تیر 1398، صفحه 29-51 اصل مقاله (1.14 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwsc.2019.12333.2690 | ||
نویسندگان | ||
ابوالفضل مساعدی* 1؛ مریم یزدان پرست2؛ محمد حسین محمودی قرائی3؛ سعید رضا خداشناس1؛ علی گلکاریان4 | ||
1استاد گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه فردوسی مشهد | ||
2دانشجوی دکتری علوم و مهندسی آبخیزداری، گروه احیاء مناطق خشک و کوهستانی، دانشگاه تهران | ||
3دانشیار گروه زمینشناسی، دانشگاه فردوسی مشهد | ||
4استادیار گروه مرتع و آبخیزداری، دانشگاه فردوسی مشهد | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: کمآبی امروزه به یکی از مهمترین مشکلات مردم در بسیاری از جوامع تبدیل شده است. احداث سد و ذخیره آب به منظور تامین بخشی از آب مورد نیاز و همچنین کنترل سیل یکی از راههای همزیستی با مشکلات ناشی از کمآبی، سیل و یا خشکسالی است. وضعیت تبخیر از سطوح آبی دریاچهها، مخازن و برکهها در نحوه بهرهبرداری بهینه از منابع آبی بسیار مؤثر است. میزان تبخیر از سطح آبها معمولا در مناطق خشک، بویژه در مناطقی که جریانهای افقی انتقال حرارت به میزان قابل ملاحظهای وجود دارد نسبت به مناطق مرطوب بیشتر خواهد بود. از طرف دیگر با گذشت زمان میزان رسوبگذاری در مخزن سد بیشتر میشود. یکی از مشکلات رسوبگذاری تغییر در هندسه مخزن و افزایش سطح دریاچه سد به ازاء مقادیر مختلف حجم جریان ذخیره میباشد. این امر هم به نوبه خود منجر به افزایش میزان تبخیر به دلیل افزایش سطح دریاچه سد میشود. بنابراین، هدف اصلی این تحقیق برآورد میزان تبخیر از سطح دریاچه سد کارده و انتخاب مناسبترین روش برآورد تبخیر از سطح این دریاچه و همچنین تعیین تاثیر رسوبگذاری بر تبخیر از سطح دریاچه این سد میباشد. مواد و روشها: به منظور برآورد میزان تبخیر از سطح دریاچه سد کارده، ابتدا با استفاده از 6 روش دمایی برآورد تبخیر شامل روشهای جنسن- هیز، هامون، استفن- استوارت، پاپاداکیس، ابتی و تورک میزان تبخیر در مقیاسهای ماهانه، فصلی و سالانه برآورد گردید. سپس این مقادیر با دادههای حاصل از تشت تبخیر، با استفاده از ۹ شاخص ارزیابی خطا مقایسه شدند. همچنین به منظور تعیین تاثیر رسوبگذاری بر تبخیر از دریاچه، بر اساس هیدروگرافیهایی که در سالهای آبی ۱۳۷۶-۱۳۷۵، ۱۳۸۳-۱۳۸۲ و ۱۳۸۸-۱۳۸۷ انجام شده است، سطح مخزن به ازاء هر مقدار از حجم ذخیره (۵ سناریو شامل حجمهای ۵، ۱۰، ۱۵، ۲۰و ۲۵ میلیون متر مکعب) تعیین شد. یافتهها: نتایج نشان میدهد که روش جنسن- هیز، بهترین روش دمایی برآورد تبخیر در مقیاس سالانه و در شرایط فقدان دادههای اندازهگیری تبخیر از تشت میباشد. به منظور برآورد تبخیر در مقیاس ماهانه یا فصلی، روش پاپاداکیس برای فصل زمستان و روش تورک برای فصل تابستان روشهای مناسبی خواهند بود. همچنین با کاهش حجم مفید مخزن به دلیل پدیده رسوبگذاری، سطح دریاچه مخزن (به ازاء هر میزانی از ذخیره جریان) افزایش مییابد. به طوری که این افزایش سطح با افزایش حجم ذخیره از ۵ میلیون مترمکعب به ۲۵ میلیون متر مکعب سبب افزایش میزان تبخیر به ۳ برابر حالت اول میگردد. به عبارت دیگر میتوان اینگونه بیان نمود که با ۵ برابر شدن حجم ذخیره در مخزن (تغییر حجم ذخیره از ۵ به ۲۵میلیون متر مکعب) و همچنین افزایش رسوبگذاری حجم تبخیر از سطح مخزن ۳ برابر افزایش مییابد. بررسیها نشان میدهد که تمامی روشها اعم از بیشبرآورد و یا کمبرآورد، روند افزایشی تبخیر را با تغییر حجم ذخیره در طی سالهای آبی ذکر شده به سبب افزایش سطح دریاچه در مخزن سد کارده نشان میدهند. نتیجهگیری: روش جنسن-هیز به دلیل داشتن نزدیکترین دادهها به تشت تبخیر و با کسب بیشترین امتیاز از مجموع امتیازات ۹ شاخص ارزیابی خطا در برآورد تبخیر از بین 6 روش، به عنوان بهترین روش دمایی برآورد تبخیر در شرایط فقدان دادههای اندازهگیری شده تبخیر از تشت در منطقه انتخاب گردید. روش هامون در برآورد مقادیر تبخیر، کم برآوردترین روش و روش استفن-استوارت بیش برآوردترین روش میباشد. افزایش رسوبگذاری در مخزن سد سبب ارتقاء تراز آب به رقوم بالاتر در مخزن میشود که این موضوع با توجه به هندسه باز بودن مخزن سد کارده، افزایش سطح دریاچه را به دنبال خواهد داشت و درنهایت سبب افزایش میزان تبخیر از سطح مخزن سد میشود. | ||
کلیدواژهها | ||
برآورد تبخیر؛ روشهای دمایی؛ شاخصهای ارزیابی خطا؛ رسوبگذاری؛ سد کارده | ||
مراجع | ||
1.Abtew, W. 2001. Evaporation estimation for Lake Okeechobee in South Florida. J. Irrig. Drain. Engin. 127: 140-147. 2.Abtew, W., and Melesse, M. 2013. Evaporation and Evapotranspiration: Measurements and Estimations. Springer Science Business Media Dordrecht, 202p. 3.Akbari Nodehi, D. 2010. Estimation of evaporation Pan coefficient to calculate evapotranspiration (Case study: synoptic station of Surrey). J. Res. Agric. Sci. 7: 65-74. 4.Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D., and Smith, M. 1998. Crop Evapotranspiration (guidelines for computing crop water requirements). FAO Irrigation and Drainage Paper, No. 56. 5.Arasteh, P.D., Tajrishy, M., Mirlatifi, M., and Saghafian, B. 2005. Statistical model of free water surface evaporation using the volume balance method in Chahnimeh reservoir, Sistan-Iran. Pajouhesh & Sazandegi. 68: 2-14. (In Persian) 6.Araujo, J., Guntner, A., and Bronstert, A. 2006. Loss of reservoir volume by sediment deposition and its impact on water availability in semiarid Brazil. Hydrol. Sci. J. 51: 1. 157-170. 7.Babamiri, O., and Dinpashoh, Y. 2015. Comparison and calibration of nine mass transfer-based reference crop evapotranspiration methods at Urmia Lake Basin. J. Water Soil Cons. 21: 5. 135-152. (In Persian) 8.Baride, M., and Elyasi, G. 2008. Estimation of the rate of evaporation from the lake across the country with the use of pan evaporation. The third Conference of Iran water resources management, Faculty of civil engineering University of Tabriz, Tabriz. 9.Bhaskar Shirsath, P., and Kumar Singh, A. 2010. A Comparative Study of Daily Pan Evaporation Estimation Using ANN, Regression and Climate Based Models. Journal of Water Resources Management. 24: 1571-1581. 10.Chen, D., Gao, G., Xu, C., Guo, J., and Ren, G. 2005. Comparison of the Thornthwaite method and pan data with the standard Penman-Monteith estimates of reference evapotranspiration in China. J. Clim. Res. 28: 123-132. 11.Dai, X., Shi, H., Li, Y., Ouyang, Z., and Huo, Z. 2009. Artificial neural network models for estimating regional reference evapotranspiration based on climate factors. Hydrological Processes. 23: 442-450. 12.Dogan, E., Gumrukcuoglu, M., Sandalci, M., and Opan, M. 2010. Modelling of evaporation from the reservoir of Yuvacik dam using adaptive neurofuzzy inference systems. Engineering Applications of Artificial Intelligence. 23: 961-967. 13.Doorenbos, J., and Pruitt, W.O. 1977. Guidelines for predicting crop water requirements. Irrig. and Drain. Paper No. 24, 2nd edition, Food and Agric. Organ. of the United Nations, Rome, Italy, 156p. 14.Dunne, T., and Leopold, L.B. 1978. Water in Environmental Planning. Freeman Company, New York, 818p. 15.Environment Agency. 2001. Estimation of open water evaporation. Rio House, Waterside Drive, Aztec West, Almondsbury, Bristol, BS32 4UD, 144p. 16.Hamon, W.R. 1963. Computation of direct runoff amounts from storm rainfall. International Association of Scientific Hydrology Publication. 63: 52-62. 17.Hashemi, S.R. 2003. Engineering hydrology, Shoara Publishing, 381p. (In Persian) 18.Hassani, A., Tajrishy, M., and Abrishamchi, A. 2013. Evaporation Study of Saveh Dam Reservoir Using Modified Energy Budget Method. Sharif Civil Engin. J. 29: 115-127. 19.Hooshmand, A., Salari-jazi, M., Bahrami, M., Zahiri, J., and Soleimani, S. 2013. Assessment of pan evaporation changes in South Western Iran. Afric. J. Agric. Res. 8: 16. 1449-1456. 20.Jamieson, B.G.M., Hodgson, A.N., and Bernard, R.T.F. 1991. Phylogenetic trends and variation in the ultrastructure of the spermatozoa of sympatme species of South African patellid limpets (Archaeogastropoda, Mollusca) Invertebr. Reprod. Dev. 20: 137-146. 21.Jensen, M.E. 2010. Estimating evaporation from water surfaces. Proceedings of the CSU/ARS Evapotranspiration Workshop, Fort Collins. 1-27. 22.Jensen, M.E., Burman, R.D., and Allen, R.G. 1990. Evapotranspiration and Irrigation Water Requirements. ASCE Manuals and Reports on Engineering Practices. No. 70, Am. Soc. Civil Engrs., New York, 360p. 23.Jensen, M.E., and Haise, H.R. 1963. Estimating evapotranspiration from solar radiation. J. Irrig. Drain. Engin. Div. ASCE. 89: 15-41. 24.Kaboosi, K. 2011. Estimation of Evaporation Pan Coefficient Based on Pan Data and Comparison with Empirical Equations, The National Conference on agricultural meteorology and water management. College of agriculture and natural resources, University of Tehran, Tehran, Iran. 25.Karbasi, M. 2016. Forecasting of daily reference evapotranspiration at Ahvaz synoptic station using wavelet-GMDH hybrid model. J. Water Soil Cons. 23: 4. 323-330. (In Persian) 26.Kargar, A.A., and Sedghi, H. 2009. Introduce and review of the most common methods for prediction of sedimentation in reservoirs (Case study: Sefidrud dam). 14th National Civil Engineering Students Conference, 25 August, Semnan University, Semnan, Iran. (In Persian) 27.Khorasan Razavi Regional Water Authority, Department of Conservation and Utilization. 2005. A detailed assessment of stability control of double-arch concrete of Kardeh dam, 120p. (In Persian) 28.Majidi, M., Alizadeh, A., Farid, A., and Vazifedoust, M. 2015. Estimating Evaporation from Lakes and Reservoirs under Limited Data Condition in a Semi-Arid Region. J. Water Resour. Manage. 29: 3711-3733. 29.Maroufi, S., Toranjeyan, A., and Zare Abyaneh, H. 2009. Evaluation of geostatistical methods for estimating electrical conductivity and pH of stream drained water in Hamedan-Bahar Plain. J. Water Soil Cons. 16: 169-187. (In Persian) 30.Mohammadrezapour, O., Amini Rakan, A., and Karandish, F. 2016. Modeling of monthly potential evapotranspiration using genetic programming in Sistan and Baluchestan province. J. Water Soil Cons. 22: 5. 307-313. (In Persian) 31.Mousavi, S.F., and Mohammadzade Habili, G. 2012. Simulation of sediment distribution in Kosar dam reservoir using the Dez dam reservoir sedimentation pattern distribution. J. Iran Water Res. 10: 209-213. 32.Nash, J.E., and Sutcliffe, J.V. 1970. River flow forecasting through conceptual models, Part 1. A discussion of principles. J. Hydrol. 10: 282-290. 33.Osvaldo-Salazara, O., Wesströma, I., and Joela, A. 2008. Evaluation of DRAINMOD using saturated hydraulic conductivity estimated by a pedotransfer function model. Agricultural Water Management. 95: 1135-1143. 34.Papadakis, J. 1961. Climatic tables for the world. Published by Author, Buenos Aires. 175p. 35.Reca, J., García-Manzano, A., and Martínez, J. 2015. Optimal pumping scheduling model considering reservoir evaporation. Agricultural Water Management. 148: 250-257. 36.Rezaee Pazhand, H. 2001. Application of probability and statistics in water resources. Sokhan Gastar publication, 456p. (In Persian) 37.Saadatkhah, N., Sarang, S.A., Tajrishi, M., and Abrishamchi, A. 2002. Evaluation of Chahnimeh Reservoirs Evaporation. J. Water Wastewater. 40: 12-24. 38.Sentelhas, P., Gillespie, T., and Santos, E.A. 2010. Evaluation of FAO PenmanMonteith and alternative methods for estimating reference evapotranspiration with missing data in southern Ontario, Canada. Agricultural Water Management. 97: 635-644. 39.Shabani, M. 2010. Engineering hydrology. Islamic Azad University of Neyriz Publishing, 510p. (In Persian) 40.Poos, T., and Varju, E. 2017. Dimensionless evaporation rate from free water surface at tubular artificial flow. Energy Procedia. 112: 366-373. 41.Singh, V.P., and Xu, C.Y. 1997. Evaluation and generalization of 13 mass-transfer equations for determining free water evaporation. Hydrological Processes. 11: 311-323. 42.Stan, S., Neculau, G., Zaharia, L., Ioana-Toroimac, G., and Mihalache, S. 2016. Study on the evaporation and evapotranspiration measured on the Căldăruşani Lake (Romania). Environmental Sciences. 32: 281-289. 43.Statistics and information obtaining of Khorasan Razavi regional water authority. 44.Stauffer, R.E. 1991. Testing lake energy budget models under varying atmospheric stability conditions. J. Hydro. 128: 115-135. 45.Stephens, J.C., and Stewart, E.H. 1963. A comparison of procedures for computing evaporation and evapotranspiration. Publication 62, international association of scientific hydrology. International Union of Geodynamics and Geophysics, Berkeley, CA, Pp: 123-133. 46.Trajkovic, S., and Kolakovic, S. 2009. Evaluation of reference evapotranspiration equations under humid conditions. Water Resources Management. 23: 3057-3067. 47.U.S. Soil Conservation Service. 1970. Irrigation Water Requirements, U.S. Department of Agriculture, Technical Release No. 21. 48.Vahabi Mashhor, M., and Rahimi Khoob, A. 2015. Comparison between neural network and M5 model tree for reconstructing missing evaporation data of Khuzestan. J. Water Soil Cons. 22: 4. 187-202. (In Persian) 49.Willmott, C.J., Rykiel, C.M., and Mintz, Y. 1985. Climatology of terrestrial seasonal water circle. J. Climatol. 5: 589-606. 50.Xu, C.Y., and Singh, V.P. 2001. Evaluation and Generalization of Radiation-based Methods for Calculating Evaporation. Hydrology Processes. 15: 305-319. 51.Yang, C.T. 1996. Sediment Transport: Theory and Practice, Mc-Graw Hill, Inc., New York, 412p. 52.Zuo, H., Chen, B., Wang, S., Guo, Y., Zuo, B., and Wu, L. 2016. Observational study on complementary relationship between pan evaporation and actual evapotranspiration and its variation with pan type. Agricultural and Forest Meteorology. 222: 1-9. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 596 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 889 |