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

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 موثر 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 9 شاخص‌ ارزیابی خطا مقایسه شدند. همچنین به منظور تعیین تاثیر رسوب‌گذاری بر تبخیر از دریاچه، بر اساس هیدروگرافی‌هایی که در سال‌های آبی 1376-1375، 1383-1382 و 1388-1387 انجام شده است، سطح مخزن به ازاء هر مقدار از حجم ذخیره (5 سناریو شامل حجم‌های 5، 10، 15، 20و 25 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 5 میلیون مترمکعب به 25 میلیون متر مکعب سبب افزایش میزان تبخیر به 3 برابر حالت اول می‌گردد. به عبارت دیگر می‌توان اینگونه بیان نمود که با 5 برابر شدن حجم ذخیره در مخزن (تغییر حجم ذخیره از 5 به 25میلیون متر مکعب) و همچنین افزایش رسوب‌گذاری حجم تبخیر از سطح مخزن 3 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 جنسنهیز به دلیل داشتن نزدیک‌ترین داده‌ها به تشت تبخیر و با کسب بیشترین امتیاز از مجموع امتیازات 9 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 استفناستوارت 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.

Determination of the best temperature based method of evaporation estimation from the Karde reservoir in order to investigate the effect of reducing useful volume of the reservoir on evaporation from the lake surface

Background and Objectives: Nowadays water scarcity has become one of the most important problems in many communities. Construction of dams and water storage to provide part of the required water and flood control is one of the ways to coexist with problems caused by Water scarcity, flood or drought. Evaporation of lakes, reservoirs and ponds surfaces in the optimal utilization of water resources is highly effective. The evaporation of surface waters, usually in dry areas, especially in areas where heat transfer horizontal flow there is significantly will be greater than the wet areas. On the other hand, over time, the rate of sedimentation in the reservoir will increase. One of the problems of sedimentation is changes in the geometry of the reservoir and dam lake level rise to different amounts per storage volume. This in turn leads to increased evaporation due to rising levels of Lake dam. So the main purpose of this research is estimate the rate of evaporation from the lake and choose the most appropriate method for estimating evaporation from the surface of the lake and also determine the effect of sedimentation on evaporating from the surface of the lake of dam. Materials and Methods: In order to estimate the rate of evaporation from the Kardeh lake, first by using 6 thermal evaporation method such as JensenHaise, Hamon, Estefen Stewart, Papadakis, Abtew and Turc evaporation rate was estimated in monthly, quarterly and annual scale. Then these values were compared with data from pan evaporation, using nine indicators evaluate errors. Also to determine the impact of sedimentation on the evaporation of the lake of this dam, According to the Hydrographs that was conducted in the years 13751376, 13821383 and 13871388, reservoir levels per amount of storage volume (5 scenario includes volumes 5, 10, 15, 20 and 25 million cubic meters) was determined. Results: The results show that JensenHaise method, is the best thermal method of estimating evaporation in terms of lack of pan evaporation measured data. . It should be noted that in order to estimate the evaporation in monthly or seasonally scale, Papadakis method for winter and Turc method for the summer season will be appropriate methods. Also by reducing profitable volume due to sedimentation, reservoir lake level (per amount of stored stream) increased. So that this increased level by increasing the storage volume from 5 million cubic meters to 25 million cubic meters, Evaporation rate increase to three times the first case. In other words, it can be stated that with 5 times the volume stored in the reservoir (storage volume change from 5 to 25 million cubic meters) and also increase sedimentation the volume of surface evaporation 3 times increases. . Studies show that all methods whether overestimated or underestimated, show Increased evaporation process by changing the storage volume during the mentioned years due to increase the level of the lake of Kardeh reservoir. Conclusion: JensenHaise due to the closest data with pan evaporation data and earn the most points from the total score of 9 evaluation index error in estimating evaporation from between 6 ways, were selected as the best thermal method for estimating evaporation in terms of the lack of pan evaporation measured data in the region. Hamon estimation of evaporation method is the most underestimated and Etefen Stewart method is the most overestimated method. Increasing sedimentation in the reservoir improve the water level to higher level in the reservoir, due to the openness geometry of the Kardeh reservoir, increasing the level of the lake will follow and ultimately increase the rate of evaporation from the surface of the reservoir.