بخشی از مقاله
مقایسه روش های مختلف برآورد تبخیر و تعرق پتانسیل
چکیده:
تبخیر و تعرق پتانسیل یکی از عوامل مهم سیکل هیدرولوﮊیکی است که باید در طرح های آبیاری، تأسیسات آبی، مطالعات زهکشی و هیدرولوﮊیکی برآورد شود. تخمین تبخیر و تعرق پتانسیل با استفاده از داده های دراز مدت هواشناسی و به کار بردن روش های مختلف انجام می گیرد. در این بررسی داده های مربوط به سنته در استان کردستان استفاده شده است. برای به دست آوردن تبخیر و تعرق پتانسیل روش های بسیاری وجود دارد که در دو گروه عمده تجربی و ترکیبی قرار می گیرند. در روش های تجربی که اساس کار بر روی دما قرار دارد، با استفاده از دمای محیط، تبخیر و تعرق پتانسیل محاسبه می گردد. در این تحقیق، با توجه به داده های موجود از دو روش تجربی هارگریوز و بلانی کریدل استفاده شده است. در روش های ترکیبی برای محاسبه تبخیر و تعرق پتانسیل از دو فرایند توازن انرﮊی و آیرودینامیک استفاده می شود. از بین روش های ترکیبی، از روش پنمن- مانتیس، با استفاده از نرم افزار صهwژپطه استفاده شده است. در این تحقیق هم چنین با استفاده از داده های تشت تبخیر اقدام به اندازه گیری تبخیر و تعرق شده است. سازمان فائو در نشریات خلقAً و خزقAً معادله پنمن- مانتیس را جهت محاسبه تبخیر و تعرق گیاه مرجع توصیه نموده است که برای استفاده از این معادله باید از داده های ایستگاه های استاندارد هواشناسی استفاده شود. در این تحقیق روش پنمن- مانتیس به عنوان روش مرجع در نظر گرفته شده است و دقت روش های دیگر با آن سنجیده شده است، هم چنین ضرایب رگرسیونی و معادله خطی بین هریک از روش ها و روش پنمن-مانتیس نیز ارائه گردیده است تا در صورت اندازه گیری تبخیر و تعرق پتانسیل به هر یک از روش های دیگر بتوان آن را به روش پنمن- مانتیس تبدیل کرد.
واﮊه های کلیدی: تبخیر و تعرق، هارگریوز، بلانی کریدل، پنمن- مانتیس، تشت تبخیر، سنته
مقدمه
تبخیر، که خروج آب از هر سطحی به صورت بخار است، از ویژگیهای کلیدی اقلیمی در هر محیط محسوب می شود. تلفات آب از سطوح مرطوب، که اساساﹰ از تابش خورشیدی ناشی می شود، توان تبخیری محیط را نشان می دهد. تبخیر و تعرقج1غض ، یا ترکیب تبخیر از سطح خاک و سطوح دیگر و تعرق گیاهی، معیار متداولی از تلفات بالقوه آب در محیط به شمار می آید . علاوه بر نشان دادن ویژگیهای یک اقلیم، 1غ را برای تعیین نیاز آبی گیاهان مختلف و طراحی سیستم های آبیاری به کار می گیرند.
تبخیر و تعرق نه تنها به تابش خورشیدی، بلکه به دیگر عوامل اقلیمی مانند دمای هوا، رطوبت و باد بستگی دارد. از آنجا که مقادیر تابش و دیگر پارامترهای اقلیمی از محلی به محلی دیگر و با زمان تغییر می نمایند، 1غ نیز دارای تغییرات مکانی و زمانی می باشد. تبخیر و تعرق پتانسیل جپ1غض، یا تبخیر و تعرق گیاه مرجع عبارت است از تبخیر و تعرق از یک سطح نامحدود با پوشش گیاهی علفی سبز با ارتفاع یکنواخت ۸ تا ۵۱ سانتی متر، رشد فعال و بدون کمبود آب، که تمام سطح زمین را با سایه خود می پوشاندج،،کذ ,ز،کذ ,صصطأطب 2غه کپتغکطپپخض . این تعریف تنها اندکی با تعریف اولیه پنمن جخزکذ ,نخکذ ,غهعغکبض تفاوت دارد. تبخیر و تعرق پتانسیل یکی از فاکتورهای مهم سیکل هیدرولوﮊیکی است که برآورد آن در طرح های آبیاری، تأسیسات آبی و مطالعات زهکشی و هیدرولوﮊیکی ضرورت داردجننکذ 2,ئکطسصهدض .تلاش های بی شماری برای محاسبه تبخیر و تعرق پتانسیل کشورها شده است: در اسپانیاجزخکذ z,کغکعطن 2غه کهطئغض در ایالات متحده
جکزکذ,طکفه2 Bغه ,غپکغک2طپش ,طکئلاپلض در اوگانداجت،کذ ,هغغهد 2غه غکwق ,کفjطلض . اما در سطح منطقه ای کارهای هاتفیلد جزنکذ 2,ئکطسصهدض و پرات و همکاران ج،نکذ ,حئه صک صصطأطبض قابل ذکر می باشند. امروزه در سطح جهان مدیریت منابع آب بر اساس توسعه پایدار مورد توجه قرار گرفته است. با توجه به میزان اندک نزولات جوی و محدودیت منابع آب در ایران نیز مدیریت صحیح منابع آب از اهمیت زیادی برخوردار بوده و لازم است که در استفاده از آب دقت لازم به عمل آید و در مورد مسائلی که به نحوی به آن مرتبط می شود، موضوع استفاده بهینه مطرح شود. در این راستا تعیین نیاز آبی گیاهان قدم اساسی در هر طرح آبیاری و زهکشی است و لازمه آن محاسبه تبخیر و تعرق پتانسیل سطوح گیاهی مرجع برای منطقه طرح می باشد. در ایران نیز در برخی قسمت ها روش های مناسب جهت برآورد تبخیر و تعرق پتانسیل معرفی گردیده است. در سال های ۷۶۳۱ و ۸۶۳۱ شادروان رحیم زادگان با استفاده از لایسی متر، تحقیقی را در زمینه جستجوی روش مناسب برآورد تبخیر و تعرق در منطقه اصفهان انجام داد و روش جینس- هیز را مناسب ترین روش برای آن منطقه تشخیص داد. انتصاری نیز ضمن مقایسه روش های مختلف در آذربایجان، روش پنمن- مانتیس را توصیه نموده است. هم چنین علیزاده با استفاده از لایسی متر بهترین روش را برای منطقه مشهد پنمن- مانتیس ذکر کرده است.
مواد و روش ها
داده های هواشناسی مورد استفاده در این تحقیق شامل درجه حرارت متوسط، متوسط رطوبت نسبی، سرعت متوسط باد، ساعات واقعی روزانه آفتاب، حداکثر ساعات آفتابی روزانه و تشعشع برون زمینی می باشند . تبخیر و تعرق پتانیسل با استفاده از روش های هارگریوز، بلانی کریدل، پنمن مانتیس با استفاده از نرم افزار جصهwژپطهض و تشت تبخیر محاسبه شده است. منطقه سنته، منطقه ای کوهستانی در استان کردستان است که بین طول جغرافیایی ۵۴ درجه و ۰۳ دقیقه تا ۷۴ درجه و ۰۳ دقیقه شرقی و عرض جغرافیایی ۵۳ درجه و ۰۳ دقیقه تا ۶۳ درجه و ۰۳ دقیقه شمالی قرار گرفته است که مساحتی نزدیک به ۰۰۵۰۱ کیلومتر مربع را در بر می گیرد. ارتفاع آن از سطح دریا ۰۶۵۱ متر می باشد. رودخانه خورخوره که سد مخزنی سنته بر روی آن احداث خواهد شد از شاخه های اصلی زرینه رود است که از ارتفاعات چهل چشمه کردستان سرچشمه گرفته، پس از طی مسیری عمدتاﹲ جنوبی- شمالی و با دریافت چندین شاخه کوچک به دریاچه سد مخزنی بوکان می ریزد . مساحت حوزه آبریز این رودخانه تا ایستگاه آبسنجی کریم آباد که تنها ایستگاه هیدرومتری واقع بر روی این رودخانه است ۹۱۴۱ کیلومتر مربع می باشد. در این منطقه مجموعاﹲ ۸۱ ایستگاه هواشناسی و باران سنجی موجود است که از این تعداد، دو ایستگاه سینوپتیک، یک ایستگاه کلیماتولوﮊی، پنج ایستگاه تبخیر سنجی و تعداد ده ایستگاه باران سنج روزانه می باشند. هم چنین با استفاده از آمار گسترش یافته درجه حرارت و بارندگی ایستگاه معرف منطقه سد سنته(ایستگاه تبخیر سنجی رستمان)، اقلیم منطقه با سه روش ؛ کوپن، آمبرﮊه و دومارتن بررسی گردید. طبق روش کوپن، اقلیم منطقه مرطوب نوع ه برآورد گردید. روش آمبرﮊه اقلیم محل سد را کوهستانی و روش دومارتن، مرطوب معرفی می نماید. با توجه به روش های یاد شده به طور کلی اقلیم منطقه سد سنته کوهستانی مرطوب ارزیابی می گردد.
نتایج و بحث
در این تحقیق از آمار هواشناسی در یک دوره مشترک ۷۱ ساله، ۲۷۳۱-۰۵۳۱ (به جز سال های ۸۵۳۱ تا ۰۶۳۱ و ۴۶۳۱ تا ۷۶۳۱) استفاده شده است. میانگین پارامترهای اقلیمی فوق در جدول (۱) آورده شده است.
تبخیر از تشت و ضریب تشت که با توجه به رطوبت نسبی میانگین، سرعت باد و محیط قرار گرفتن تشت به دست آمده است و هم چنین تبخیر و تعرق پتانیسل در جدول (۲) آورده شده است.
تبخیر و تعرق پتانسیل ماهیانه به روشهای هارگریوز، بلانی کریدل و پنمن مانتیس با استفاده از داده های هواشناسی منطقه و تبخیر و تعرق پتانسیل از روی تشت تبخیر در جداول (۳) آورده شده است.
در جدول (۴) هر یک از روش ها با روش پنمن- مانتیس مورد مقایسه قرار گرفته و ضرایب رگرسیونی، ضریب همبستگی، معادله اصلاحی و اولویت روش ذکر گردیده است.
