پژوهش‌های حفاظت آب و خاک (Mar 2024)
شبیه سازی تأثیر تغییرات مکانی باد بر تبخیر با مدل تلفیقی CE-QUAL-W2 و نسبت بون
Abstract
سابقه و هدف: باد به‌عنوان یکی از مؤثرترین عوامل بر تبخیر از سطوح منابع آبی، نظیر مخازن سدها، نقش بسزایی در مقدار برآورد حجم تلفات ناشی از تبخیر و درنتیجه حفاظت از منابع آب دارد. این در حالی است که در اغلب روش‌های برآورد تبخیر نظیر روابط تجربی، تشت تبخیر و حتی روش‌های نوین نظیر استفاده از سنجنده‌های ماهواره‌ای، عامل باد، ثابت در نظر گرفته می‌شود. پارامتر باد، تحت تأثیر ارتفاعات مشرف بر دریاچه و سطوح آبی، دارای توزیع مکانی می‌باشد. از سویی دیگر، شبیه‌سازی تغییرات مکانی باد و بررسی تأثیر آن بر تبخیر، به‌عنوان یکی از عوامل چرخه آب، به‌واسطه پیچیده بودن روابط حاکم بر آن، زمان‌بر و دشوار است. عدم اعمال تغییرات مکانی باد، سبب کاهش دقت در برآورد تبخیر و درنتیجه عدم دسترسی به مقدار دقیق تلفات ناشی از آن خواهد شد.مواد و روش‌ها: در مطالعه حاضر به‌منظور محاسبه هر چه دقیق‌تر تلفات ناشی از تبخیر از مخزن سد دز واقع در استان خوزستان و در جنوب غرب ایران، با در نظر گرفتن اثر تغییرات مکانی باد، از تلفیق مدل CE-QUAL-W2 و روش بودجه انرژی نسبت بون (BREB) استفاده گردید. ضریب تأثیر باد (WSC) به‌عنوان یکی از پارامترهای ورودی به مدل CE-QUAL-W2، این امکان را برای مدل به وجود می‌آورد که وضعیت بادپناهی در بخش‌های مختلف پیکره‌های آبی را متفاوت در نظر بگیرد. با این حال، به دلیل عدم دسترسی به یک معیار مناسب برای نشان دادن وضعیت بادپناهی در نقاط مختلف مخازن، پیش از این، مقدار WSC در تمام یا بخش‌های وسیعی از آب ثابت و بدون تغییر در نظر گرفته می‌شد. در تحقیق حاضر، از قابلیت مدل CE-QUAL-W2 در تقسیم مخزن به بخش‌های کوچکتر و توانایی شاخص بادپناهی (Sx) در تعیین وضعیت بادپناهی یا بادروبی در هر بخش استفاده و امکان تخصیص مقادیر متفاوت WSC در هر یک از بخش‌های دریاچه ایجاد گردید. بدین ترتیب، پروفیل‌های حرارتی در هر یک از این بخش‌ها، تحت تأثیر دو حالت ثابت و متغیر بودن باد (ثابت و متغیر در نظر گرفتن WSC)، استخراج و به منظور محاسبه تبخیر وارد روش بودجه انرژی نسبت بون (BREB) گردید.یافته‌ها: نتایج نشان داد، اعمال تغییرات مکانی باد در سطح دریاچه، در مقایسه با حالتی که این تغییرات در نظر گرفته نشده است، ضمن بهبود عملکرد مدل CE-QUAL-W2 در مرحله کالیبراسیون دمایی، به میزان 45 درصد، سبب افزایش 13 درصدی تبخیر ماهانه برآورده شده از سطح دریاچه گردیده است.نتیجه‌گیری: تحقیق حاضر، ضمن معرفی و ارائه روشی مدون برای شبیه‌سازی تغییرات مکانی باد روی سطوح آبی، توانست از طریق مقایسه دو حالت با و بدون اعمال تغییرات مکانی باد، در بخش‌های مختلف سطح دریاچه سد مورد مطالعه، اثر کمی باد بر تبخیر و درنتیجه تلفات از دریاچه را برآورد و ارئه نماید.
Keywords
