Estimarea evaporării din apele deschise: O trecere în revistă a studiilor selectate, o sinteză a metodelor și a colectării datelor de către US Army Corps of Engineers și o evaluare

Titlul original:

Estimation of Evaporation from Open Water: A Review of Selected Studies, Summary of US Army Corps of Engineers Data Collection and Methods, and Evalua

Conținutul cărții:

Organizațiile responsabile cu gestionarea resurselor de apă, cum ar fi U.S. Army Corps of Engineers (USACE), sunt însărcinate cu estimarea evaporării în scopuri de planificare și bugetare a apei. În mod tradițional, USACE a utilizat date privind evaporarea din bazine de clasa A (date de bazin) pentru a estima evaporarea din rezervoare, dar multe districte USACE au experimentat alte tehnici ca alternativă la colectarea datelor de bazin. În general, metoda bilanțului energetic este considerată metoda preferată pentru estimarea precisă a evaporării în ape deschise din lacuri și rezervoare. Ecuațiile complexe de estimare a evaporării, cum ar fi Penman, DeBruin-Keijman și Priestley-Taylor, au performanțe bune în comparație cu estimările metodei bilanțului energetic atunci când toți termenii energetici importanți sunt incluși în ecuații și sunt colectate date ideale. Cu toate acestea, uneori se colectează date neideale, iar termenii energetici, cum ar fi modificarea cantității de energie stocată și energia advectată, nu sunt incluși în ecuații. În acest caz, erorile corespunzătoare în estimările evaporării nu sunt cuantificabile. Metode mult mai simple, cum ar fi metoda Hamon și o metodă dezvoltată de U.S. Weather Bureau (USWB) (redenumit National Weather Service în 1970), s-au dovedit a furniza estimări rezonabile ale evaporării în comparație cu estimările metodei bilanțului energetic.

Cerințele privind datele pentru metodele Hamon și USWB sunt minime și uneori funcționează bine cu datele colectate de la distanță. Metoda Hamon necesită temperatura medie zilnică a aerului, iar metoda USWB necesită medii zilnice ale temperaturii aerului, umidității relative, vitezei vântului și radiației solare. Estimările evaporării anuale a lacurilor pe baza datelor obținute din panouri se situează frecvent în limita a 20 % din estimările metodei bilanțului energetic. Rezultatele estimărilor evaporării obținute prin metoda Hamon și metoda USWB au fost comparate cu datele istorice de la cinci rezervoare selectate din Texas (Benbrook Lake, Canyon Lake, Granger Lake, Hords Creek Lake și Sam Rayburn Lake) pentru a evalua performanțele acestora și pentru a dezvolta coeficienți care să minimizeze erorile în scopul estimării evaporării rezervoarelor cu o precizie similară estimărilor evaporării obținute din datele de la panouri. Estimările evaporării rezervorului prin metoda Hamon modificată au fost similare cu estimările evaporării rezervorului obținute din datele de pană pentru perioadele zilnice, lunare și anuale. Estimările prin metoda Hamon modificată ale evaporării anuale a rezervoarelor au fost întotdeauna în limita a 20 % din evaporarea anuală a rezervoarelor obținută din datele de suprafață. Estimările prin metoda USWB nemodificată și modificată ale evaporării anuale a rezervoarelor au fost în limita a 20 % din evaporarea anuală a rezervoarelor din datele de pană pentru aproximativ 91 % din anii comparați.

Diferențele medii zilnice dintre estimările obținute prin metoda USWB modificată și estimările obținute din datele de pană, ca procent din cantitatea medie de evaporare zilnică din datele de pană, s-au situat în limitele a 20 % pentru 98 % din luni. Fără nicio modificare a metodei USWB, diferențele medii zilnice ca procent din cantitatea medie de evaporare zilnică din datele de panou au fost în limita a 20 % pentru 73 % din luni. Utilizarea metodei USWB nemodificate este atractivă deoarece înseamnă că se pot face estimări ale evaporării medii zilnice a rezervorului pe baza datelor privind temperatura aerului, umiditatea relativă, viteza vântului și radiația solară colectate de la stațiile meteorologice de la distanță, fără a fi nevoie să se dezvolte coeficienți specifici locului pe baza datelor istorice privind bazinele. Pentru versiunea modificată a metodei Hamon ar trebui dezvoltați coeficienți specifici locului.