تحقیق درباره تبخير و تعرق و ذخيره آب و خاک

تحقیق درباره تبخير و تعرق و ذخيره آب و خاک

مقدمه
تبخير از خاك ها، سطوح گياه و نواحي آبخيز، با كاهش آب از طريق برگ هاي گياه، به عنوان تبخير و تعرق در نظر گرفته مي شود(ET). تبخير و تعرق بازده آب را تحت تأثير قرار مي دهد و تعيين مي كند چه تناسبي از ورودي رسوب به يك آبخيز جريان آب مي شود و همچنين تحت تأثير جنگل، محدوده و روش هاي كشاورزي قرار مي گيرد كه پوشش گياهي را تغيير مي دهند. معادله تعيين (budget) آب كه مي تواند براي برآوردET استفاده شود عبارت است از:
(1-3)
كه =ET تبخير و تعرق mm، =P رسوب در دوره زماني(mm)، =Q جريان آب(mm)، تغيير در مقدار ذخيره در آبخيز=(mm)S1-S2 كهS2 = ذخيره در پايان دوره زماني وS1= ذخيره در شروع دوره، = تغيير در نشت عميق=(mm)ls-l1 كهlo= نشت خارج از آبخيز وl1= نشت در آبخيز مي باشند.
بخشET بالاي تعيين آب مي تواند بيش از90% رسوب سالانه در بعضي آبخيزها باشد. تغييرات در پوشش گياهي كه ET سالانه را كاهش مي دهد جريان آب و تغذيه آب زميني را افزايش مي دهد، افزايشET تأثير معكوس دارد.
سرعتET بازده آب را با تحت تأثير قرار دادن وضعيت آب پيشين يك آبخيز تحت تأثير قرار مي دهد.

تحقیق درباره تبخير و تعرق و ذخيره آب و خاک
سرعت بالا آب را در سطح خاك و در آبگيري سطح كاهش مي دهد، سپس فضاي ذخيره بيشتر براي رسوب موجود است. سرعت پايين فضاي ذخيره كمتري در خاك و آبگيري سطح باقي مي گذارد. ميزان فضاي ذخيره در آبخيز و ميزان و زمان جريان آب حاصله از رسوب را تعيين مي كند.
– فرآيند
تبخير كاهش خالص آب از يك سطح حاصل شده از تغيير در وضعيت آب از مايع به بخار و انتقال خالص اين بخار به جو مي باشد. قبل از اينكه تبخير يا تعرق روي مي دهد، بايد (1) يك جريان انرژي براي سطح تبخير يا تعرق، (2) يك جريان آب مايع به اين سطوح و (3) يك جريان بخار از اين سطوح وجود داشته باشد. اگر هر يك از اين جريانات تغيير كند، تغيير مشابهي در كاهشET از سطح روي مي دهد.
جريان انرژي
انرژي خورشيدي باعث چرخه هيدرولوژيك مي شود. شرايطي كه جريان خالص انرژي را كنترل مي كند، ميزان انرژي موجود براي گرماي نهفته تبخير را تعيين مي كنند. جريان انرژي به سطوح تبخير و تعرق معمولاً با تعيين انرژي توصيف مي شود. نحوه ارتباط بين تعيين آب و انرژي مستقيم است، انرژي خالص موجود در سطح زمين در پاسخ به وجود يا عدم وجود آب تقسيم مي شود. دلايل بررسي تعيين انرژي و رابطه با تعيين آب براي توسعه درك بهتري از چرخه هيدرولوژيك و توانايي برآورد تبخير از مناطق آبخيز، تبخير و تعرق بالقوه براي سيستم هاي زميني و ذوب برف مي باشد.
سطح زمين به دست مي آورد و نه مقدار قابل توجهي انرژي در طولاني مدت از دست مي‌دهد، اما بايد منفعت يا ضرر خالصي براي فاصله زماني معين وجود داشته باشد.
تسريع
همه مواد با دماي بالاي صفر مطلق (0ok) پرتو الكترومغناطيسي گسيل مي كنند، كه طبق زير مشخص مي شود:
(2-3)
كهW= سرعت نشر پرتو به Cal/Cm2/min،4= قابليت نشر، نسبت پرتو گسيل شده از يك ماده تقسيم بر پرتو نشر شده از يك جسم سياه كامل، = ثابت استفان- بلترمن وT=دماي مطلق به ok مي باشد.

تحقیق درباره تبخير و تعرق و ذخيره آب و خاک
ميزان پرتوافكني در يك طول موج خاص وابسته به دما مي باشد، مانند سرعت نشر پرتو يك جسم سياه كامل پرتو را در همه طول موج ها جذب و نشر مي كند. پرتو به (1) موج كوتاه با پرتو خورشيدي، كه شامل موج تا است و(2) موج بلند يا پرتوزميني كه پرتوي بالاي است، تجزيه مي شود.
با افزايش دما، بيشترين بزرگي پرتو گسيل شده در طول موج كوتاه تر روي مي دهد. يعني، هر چه ماده گرمتر باشد، طول موج آن كوتاه تر است. پس، خورشيد نسبت به اشياي زميني پرتو با طول موج كوتاه تر گسيل مي كند. دوبرابر كردن دماي مطلق سرعت نشر پرتو را 16 برابر افزايش مي دهد. دماي خورشيد ok 6000 مي باشد و تقريباًCal/Cm2/min،105 گسيل مي كند، در حالي كه يك سطح خاك با دماي ok300 تقريباً Cal/Cm2/min،66/0 گسيل مي كند. محيط مشعشع خاك، گياهان، آب و سطح برف به وسيله فرآيندهاي پرتوافكني موج كوتاه و موج بلند تعيين مي شوند.
پرتوافكني موج كوتاه داراي پرتوخورشيدي مستقيم (w) و پراكندگي پرتو(w) است، كه شامل پرتوافكني خورشيدي منعكس شده و پراكنده شده است. پراكندگي توسط مولكول‌هاي هوا و انعكاس توسط ابرها و گرد و غبار و ديگر ذرات جو ايجاد شده اند.
روابط انرژي آب
گرماي نهفته تركيب:cal/g80 نياز است تا آب را از يخ جامد (0oc) بر مايع بدون تغيير دما تغيير دهد.
گرمايش ويژه يخ: cal/g/oc 5/0
گرماي نهفته تبخير (l): انرژي مورد نياز براي تغيير از مايع به بخار بدون تغيير دما: يا دما مطابق موارد زير تغيير مي كند.
گرمايش ويژه آب مايع: cal/g/oc1
جدول1-3: توان بازتاب سطوح زميني طبيعي
ميزان كل پرتو موج كوتاه كه توسط سطوح زميني جذب مي شود به توان بازتاب يا انعكاس پذيري موج كوتاه اشياي زميني بستگي دارد. توان بازتاب (a) نسبت پرتوي موج كوتاه كل(Ws+Ws) مي باشد كه توسط يك شيء منعكس مي شود. سطوح با رنگ روشن نسبت به سطوح تيره توان بازتاب بالاتري دارند.
(جدول 1-3) پرتو موج كوتاه خالص در يك سطح طبق يا تعيين مي شود.

تحقیق درباره تبخير و تعرق و ذخيره آب و خاک
پرتو موج بلند توسط جو گسيل مي شود. اجزاي نشر اوليه موج بلند در جو O2,Co2 و شكل‌هاي بخار و مايعH2O مي باشد. تنها يك بخش كوچكي از پرتو موج بلند(Ie) توسط خاك يا سطح گياه منعكس مي شود، سپس اشياي زميني اجسام سياه در شرايط پرتو موج بلند مي باشند. پرتو موج بلند خالص در يك سطح بين پرتو موج بلند وارد شده(Ie) و گسيل شد، Ie-Is,(Is) متفاوت مي باشد.
پرتو خالص يا پرتو اب همه طول موج هاي خالص (Rs) پرتو حاصله انرژي موجود در يك سطح مي باشد:
(3-3)

تعيين انرژي
پرتو خالص مي تواند براي فاصله زماني خاص مثبت يا منفي باشد. يكRa مثبت انرژي مشعشع زيادي را براي فاصله زماني ارائه مي كند كه طبق حفظ اصل انرژي بايد به ديگر شكل هاي انرژي تبديل شود. هنگامي كه Ra مثبت باشد مي تواند در يك سطح طبق زير مشخص شود:
(4-3) Ra=(L)(E)+H+G+P=
كهL= گرماي نهفته تبخير(cal/g)، E= تبخيرH,(g)= تغيير انرژي كه هوا را ذوب مي كند، G= گرماي رسانايي به زمين يا سرعت ذخيره انرژي در سيستم زمينيP,(cal/cm2)= انرژي فتوسنتز مي باشد. گرماي نهفته بخار(L) و تبخير(E) به عنوان يك محصول (LE) بيان مي‌شود كه نشان دهنده انرژي موجود براي تبخير آب مي باشد.

تحقیق درباره تبخير و تعرق و ذخيره آب و خاک
پرتو خالص از نظر هيدرولوژيك مهم است، چون منبع اوليه انرژي براي تبخير، تعرق و ذوب برف مي باشد. تشخيص پرتو خالص در سيستم هاي عاري از برف به وجود آب مايع بستگي دارد. اگر آب فراوان باشد و در سطح به آساني موجود باشد، بيش از 90-80 % پرتو خالص مي تواند در فرآيند تبخير مصرف شود. انرژي كمي براي ذوب هوا (H) يا زمين (G) باقي مي ماند، كه نسبتاً سرد است. اگر آب محدود شود، مقدار بيشتري از انرژي پرتو خالص براي گرمايش هوا، سطح زمين و ديگر اشياء موجود است. كاهش انرژي براي زمين به سرعت با زمان تغيير نمي كند و در رابطه با پرتو خالص كوچك مي باشد. همچنين، انرژي مصرف شده در فتوسنتز بخش كوچكي از پرتو خالص مي باشد.
كاربردهاي تعيين انرژي به آبخيز ما مربوط به پرتو خالص(Ra)، گرماي نهان (LE) و آنتالپي (H) مي باشد. وقتي انرژي براي تبخير آب از آبخيز موجود باشد، گرماي نهان در نظر گرفته مي شود. بهترين مثال سهم آنتالپي از يك آباده كويري مي باشد، كه اجتماع گياهان آبياري شده مي تواند ميزان بيشتري از آنتالپي، بيابان گرم و خشك اطراف را

تحقیق درباره تبخير و تعرق و ذخيره آب و خاک

پسورد فایل: www.bazaarfile.ir