Skip to main content
SUPERVISOR
منیره بیابانکی (استاد مشاور) جهانگیر عابدی کوپائی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Elham Mazaheri
الهام مظاهری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Reducing Evaporation from Water Reservoirs by Using Floating Covers
The climate change has directed impacts on hydrological process such as evaporation of water surface. Evaporation which is lost from agricultural water reservoirs can be potentially large and represents a significant portion of the total water managed for irrigation in arid or semi-arid climates. Floating covers are one of the methods to reduce evaporation from surface water reservoirs. In the first part of this research, several methods (Penman, Stephens–Stewart, Meyer, Henfer, Marciano, Shahtin, Tichomirov, Ivanov and USBR) were used to predict evaporation from meteorological data in open water reservoirs due to simplicity and low variation of meteorological data. Based on comparisons of RMSE, MBE and R 2 between methods and evaporation pan, the Stephens–Stewart method was selected as the best method. Ivanov and Tichomirov methods are at the second and third places, respectively. The preference of Stephens–Stewart method indicate the importance of temperature and solar radiation on evaporation of water surface in Isfahan. In the second part of this research, the probable impacts of climate change on evaporation in Isfahan were studied. To study the effects of climate change on water evaporation of water surface, a combination of various general circulation models (GCMs) under A 2 scenario was used through a weighting approach to generate different climate change patterns including the ideal, medium, and critical patterns. Meteorological data for 2020-2049 were produced using LARS-WG5.5 and climate change patterns. Then with the estimated parameters, evaporation of surface was compared with evaporation pan and evaporation baseline (1971-2000). The results show that the annual temperature of Isfahan would increase by 0.98- 1.58 degree and the solar radiation would increase by 2.69- 7.23 percent. The increased amounts of temperature and solar radiation can significantly impact the changes on evaporation of surface water. Annual evaporation would change 0.36 to 0.76 mm/day compared to the baseline. The maximum Annual evaporation would change 0.90 mm/day in critical Pattern compared to the evaporation pan. The aim of third section of this research was to characterize the influence of various floating covers (Polystyrene, Polystyrene with aluminum and polycarbonate) on the evaporation rate from several water reservoirs. The water level is measured in one year from October 2014 until November2015.The results of measured evaporation in form of a randomized complete block design with three replications (three types of coverage and an uncovered) were analyzed in SAS software and comparison of them at confidence level 99% (P 0.01) and Duncan test was conducted. The analysis of data show that there was significant effect on reducing evaporation from the covered reservoir. The maximum rate of evaporation from uncovered reservoir is 13.03 mm/day and Polystyrene, Polystyrene with aluminum and polycarbonate covers were 2.33, 2.87 and 3.06 in July, respectively. Results show that the Polystyrene, Polystyrene with aluminum and polycarbonate, can reduce amount of evaporation by 85.60, 83 and 76.49, respectively. These amounts represent a good performance of three covers in reducing evaporation from reservoirs. Polystyrene Cover indicate the better performance than the other covers to reduce evaporation of water surface. Keywords : Climate Change, Stephens- Stewart, Evaporation, GCMs, LARS-WG5.5, Polystyrene, polycarbonate
تغییر اقلیم دارای اثرات مستقیمی بر فرآیندهای هیدرولوژیکی نظیر تبخیر از سطح آب می باشد. پتانسیل تلفات تبخیر از مخازن آبیاری می تواند زیاد باشد و نشان دهنده بخش قابل توجهی از کل آب مدیریت شده آبیاری در مناطق خشک یا نیمه خشک باشد. یکی از راهکار های نوین کاهش تبخیر از سطح آزاد مخازن آبیاری، استفاده از پوشش‌های شناور می‌باشد. دربخش اول این تحقیق برای محاسبه تبخیر روزانه از سطح آزاد آب، از روش‌های تجربی پنمن، استفان- استوارت، میر، هنفر، مارسیانو، شاهتین، تیچومیروف، ایوانف و سازمان عمران اراضی آمریکا به دلیل سادگی و تنوع کم داده ‌های هواشناسی مورد‌نیاز استفاده شد. همچنین بین نتایج حاصل از هر ‌یک از روش ‌ها با تبخیر از تشت اندازه‌گیری شده، بهترین خط برازش داده شد. با مقایسه مقادیر RMSE، MBE و R 2 محاسبه شده بین روش ها و تشت تبخیر، روش استفان- استوارت به عنوان بهترین مدل انتخاب شد. بعد از روش استفان استوارت، روش های ایوانف و تیچومیروف به ترتیب در جایگاه های دوم وسوم مناسب ترین روش های برآورد تبخیر به لحاظ دقت قرار گرفتند. برتری روش استفان استوارت اهمیت دما و تابش را در تبخیر از سطح آزاد آب در منطقه اصفهان به خوبی نشان می دهد. در بخش دوم این تحقیق اثرات محتمل تغییر اقلیم بر تبخیر از سطح آزاد آب در اصفهان مورد مطالعه قرار گرفت. ترکیبی از 9 مدل اقلیمی (GCMs) تحت سناریوی A 2 با روش وزن دهی برای تولید الگوهای اقلیمی ایده آل، میانه و بحرانی مورد استفاده قرار گرفت. با استفاده از نرم افزار LARS- WG5.5 و الگو های اقلیمی، داده های آینده (دما و تابش خورشیدی) برای دوره 2049-2020 تولید شد. و سپس تبخیر از سطح آزاد آب با استفاده از داده های شبیه سازی شده توسط فرمول استفان استوارت محاسبه گردید و مقادیر حاصله با مقادیر دوره پایه 2000-1971 و مقادیر تشت تبخیر ایستگاه هواشناسی مقایسه شد. نتایج نشان داد که دمای سالانه اصفهان بین 98/0 تا 58/1 درجه سانتی گراد افزایش خواهد یافت و میزان افزایش سالانه تابش خورشیدی نیز بین 69/2 تا 23/7 درصد خواهد بود. این افزایش مقادیر دما و تابش خورشیدی می تواند تأثیر معنی داری در میزان تغییرات تبخیر از سطح آزاد آب داشته باشد. تغییرات تبخیر برآوردی سالانه از روش استفان استوارت نسبت به دوره پایه بین 36/0 تا 76/0 میلیمتر در روز خواهد بود. حداکثر تبخیر سالانه نسبت به ایستگاه هواشناسی اصفهان، در الگوی بحرانی 90/0 میلیمتر در روز می باشد. هدف بخش سوم این تحقیق مشخص کردن اثر پوشش های شناور (پلی استایرن، پلی استایرن با آلومینیوم و پلی کربنات) از مخازن آب می باشد. در بخش سوم این تحقیق به منظور بررسی عملکرد پوشش های شناور پلی استایرن 2 سانتی متری، پلی استایرن 2 سانتی متری با روکش آلومینیوم و پلی کربنات در کاهش تبخیر از سطح آزاد آب، اندازه گیری عمق آب مخازن پوشش دار و شاهد به صورت روزانه در بازه زمانی آبان 93 تا آذر 94 ثبت گردید. نتایج حاصل از مقادیر تبخیر در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار (سه نوع پوشش و یک شاهد) در نرم افزار آماری SAS آنالیز شدند و مقایسه میانگین آن ها در سطح احتمال 99 درصد (سطح معنی داری 1 درصد 01/0P )و با آزمون چند دامنه ای دانکن انجام شد. براساس نتایج تجزیه واریانس داده ‌ها مشخص گردیدکه پوشش مخازن تأثیر معنی ‌داری بر کاهش تبخیر از مخازن آبیاری دارد. بیشترین مقدار تبخیر روزانه از مخزن شاهد 03/13 میلیمتر و در مورد پوشش پلی‌کربنات، پلی‌استایرن و پلی‌استایرن با روکش‌آلومینیوم، مقدار تبخیر روزانه به ترتیب06/3 میلیمتر،33/2 میلیمتر و 87/2 میلیمتر در تیرماه بود. نتایج نشان می دهد که درصد کاهش تبخیر برای پوشش پلی استایرن، پلی استایرن با آلومینیوم و پلی کربنات به ترتیب 60/85، 83 و 49/76 درصد می باشد. این اعداد نشان‌دهنده عملکرد خوب هرسه پوشش در کاهش تبخیر از سطح آزاد آب می‌باشد. پوشش پلی استایرن نسبت به دو پوشش دیگر عملکرد بهتری در کاهش تبخیر از سطح آزاد آب از خود نشان داد. کلمات کلیدی : تغییر اقلیم، استفان- استوارت، تبخیر، GCMs، LARS- WG5.5، پلی استایرن، پلی کربنات

ارتقاء امنیت وب با وف بومی