منابع تحقیق درمورد فشار بخار آب

دانلود پایان نامه ارشد

ميزان ذوب هنگام ريزش باران روي برف با استفاده از مدل بيلان انرژي محاسبه ميشود. در صورتیکه ميزان ذوب برف درحالت عدم باران با استفاده از شاخص درجه حرارت- روز محاسبه ميگردد.
الف- محاسبه میزان ذوب برف در صورت عدم بارش:
درصورتيکه هيچگونه بارشي روي برف نبارد مدل SNOW-17 از رابطه (3-38 ) براي محاسبه ميزان ذوب برف استفاده ميکند (کنيسل، 1980).
(3-38)
Mi : ميزان رواناب ناشی از ذوب برف در روز i بر حسب اينچ
MFi : فاکتور ذوب براي روز i ميليمتر بر درجه سانتيگراد در روز
Tci : ميانگين درجه حرارت در روز i به سانتيگراد
MBASE : درجه حرارت آستانه ذوب (معمولاً برابر با صفر در نظر گرفته میشود) به درجه سانتيگراد
Si : تغيير در ميزان آب پوشش برف در روز i به ميليمتر
Fmi : بخشي از آب که در روز i دوباره يخ مي زند به ميليمتر
– در صورت عدم بارش
Oi = Mi (3-39)
که Oi : ميزان آب ناشي از ذوب برف در روز i که براي تبخيروتعرق، رواناب يا نفوذ قابل دسترس ميباشد به اينچ.
در نسخه 2 به بعد مدل HELP فاکتور MF (ذوب برف) ثابت نميباشد بلکه با تغيير ميزان تشعشعات خورشيدي تغيير ميکند که روابط آن به شرح ذيل ميباشند:
(3-40)
که:
MF Max : حداکثر فاکتور ذوب ميليمتر در روز بر درجه سانتيگراد
MF Min : حداقل فاکتور ذوب ميليمتر در روز بر درجه سانتيگراد
ni : شماره روز از تاريخ 21 مارس در نيمکره شمالي (از 21 سپتامبر در نيمکره جنوبي)
حداکثر ميزان فاکتور ذوب در نيمکره شمالي در تاريخ 21 ژوئن برابر با 2ِ/5 ميليمتر در روز در درجه سانتيگراد و حداقل ميزان آن در تاريخ 21 دسامبر برابر با 2/0میلیمتر در روز در درجه سانتیگراد میباشد (آندرسون،1973).
ب- محاسبه ميزان ذوب برف در شرايط بارش:
ميزان ذوب برف در شرايطي که بارش روي برف ببارد از روابط ذيل محاسبه ميشود.
(3-41)
که :
Oi : ميزان آب ناشي از ذوب برف در روز i که قابل نفوذ، تبخير و يا رواناب مي باشد.
Qni : تشعشعات خالص در روز i به لانگلي (طول موج بلند)
Qei : گرماي نهان براساس اختلاف فشار بخار اشباع به لانگلي
Qhi : گرماي نهان براساس اختلاف دماي اشباع به لانگلي
Qmi : گرماي انتقال يافته از بارش لانگلي
Lf : گرماي نهان ذوب برف 97ِ/7 لانگلي بر ميليمتر
Fmi : ميزان آب يخ زده در داخل برف در روز i به ميليمتر
Sf : تغييرات در ميزان آب برف در روز i به ميليمتر
4ِ/25 : ضريب تبديل اينچ به ميليمتر.
(3-42)
(3-43)
(3-44)
(3-45)
(3-46)
(3-47)
که :
Tci : ميانگين درجه حرارت روز i به سانتيگراد.
Ts : دما برف در روزi درجه سانتيگراد.
Ls : گرماي نهان تصعيد براي برف 7ِ/67 لانگلي بر ميليمتر.
ea : فشار بخار اتمسفر در روز i ميلي بار.
es : فشار بخار برف در روز i 11ِ/6 ميلي بار.
f(u) : تابع باد
u : متوسط سرعت سالانه باد کيلومتر بر ساعت.
: عدد ثابت سايکرومتر 68ِ/0 ميلي بار بر درجه سانتيگراد.
c : گرماي مخصوص آب 1ِ/0 لانگلي بر ميليمتر در درجه سانتيگراد.
ROSi : ميزان بارش روي برف در روز i ميليمتر.
RH : رطوبت نسبي 9ِ/0 درصد.
میزان ذوب یخ موجود در خاک از رابطه ذیل بدست میآید

3-2-25-3- گيرش گياهي:
در هنگام بارش بخشي از آن توسط شاخ و برگ گياهان دريافت مي شود که به گيرش گياهي151 معروف است. ميزان گيرش گياهي در مدل HELP از روابط ذيل محاسبه مي شود:
(3-48)
که :
INTi : مقدار بارش جذب شده توسط گياه در روز i به اينچ.
INTmaxi : حداکثر مقدار گيرش گياهي در روز i به اينچ.
Ri : مقدار بارش در روز i به اينچ.
اگرچه حداکثر گيرش گياهي به نوع پوششگياهي ، مرحله رشد گياهان و سرعت باد بستگي دارد، داده‏هاي حاصل از تحقيقات هورتون152 (1919) و ديگران نشان داده است که حداکثر گيرش گياهي حدود 05ِ/ اینچ0 براي مناطق غيرجنگلي مناسب است. مدل HELP بدين منظور از روابط ذيل استفاده مينمايد:
(3-49)
که :
CVi : وزن توده گياهي بر حسب کيلوگرم در هکتار مي باشد.

3-2-25-4- محاسبه تبخيروتعرق پتانسيل:
در مدل HELP براي محاسبه تبخير و تعرق از روش پيشنهاد شده توسط ريچي(1972) استفاده ميشود. اين روش خود روش اصلاح شده پنمن 1963 مي باشد (ميزان تبخير و تعرق پتانسيل حداکثر ميزان آبي است که بصورت بخارآب در يک مدت مشخص به اتمسفر برمي گردد). ميزان انرژي قابل دسترسي براي تبخير و تعرق از رابطه(3-50) محاسبه مي شود.

(3-50)
که :
LEi : انرژي قابل دسترس براي تبخير و تعرق پتانسيل درصورتيکه هيچگونه پوشش برفي وجود نداشته باشد به لانگلي.
PENRi : بخش تابشي معادله پنمن در روز i به لانگلي.
PENAi : بخش آيروديناميکي معادله پنمن در روز i به لانگلي.
بخش اول معادله مربوط به انرژي موردنياز تبخير از طريق تشعشعات خورشيدي و بخش دوم آن تأثير رطوبت و باد بر انرژی قابل دسترس ميباشد. اين دو بخش بصورت ذيل محاسبه مي شوند:
(3-51)
(3-52)

که :
Rni : تشعشعات خالص دريافتي توسط سطح زمين در روز i به لانگلي.
i : شيب منحني بخار اشباع در ميانگين درجه حرارت در روز i به ميلي بار در درجه سانتيگراد.
: ضريب رطوبتي، سايکرومتريک که برابر با 68ِ/0 ميلي بار در درجه سانتيگراد فرض مي شود.(ضريب رطوبتي رابطه بين کمبود فشار بخار آب با تفاوت دماي تر و خشک است).
u : متوسط سرعت سالانه باد در ارتفاع دومتري بر حسب کيلومتر در ساعت.
eoi : فشار بخار اشباع در روز i به ازاء متوسط درجه حرارت در روز i ميلي بار.
eai : ميانگين فشار بخار اتمسفر در روز i .
i : از طريق معادله ارائه شده توسط جن سين153( 1973) محاسبه مي شود.
(3-53)
که :
Tci : متوسط درجه حرارت در روز i به سانتيگراد.
تشعشعات خالص خورشيدي از طريق معادله هيلل154( 1982) و جن سين (1973) محاسبه مي شود.
(3-54)
که :
Rsi : تشعشعات خورشيدي کل در روز i به لانگلي.
: ضريب البدو يا ضريب بازتابش نسبت به طول موج کوتاه.
Rbi : تشعشعات با طول موج بلند جريان يافته از خاک به لانگلي . اين شاخص با افزايش ميزان رطوبت کاهش پيدا مي کند و از رابطه جن سين محاسبه مي شود.
(3-55)
که :
Rboi : حداکثر تشعشعات خارج شده از سطح زمين با طول موج بلند (در يک روز کاملاً صاف) براي روز i.
Rsoi : حداکثر تشعشعات خورشيدي براي روز i.
bi و ai : ضرايبي هستند که به ميزان رطوبت در روز i بستگي دارند.که از روابط ذيل قابل محاسبه هستند.

براي

براي

براي

تشعشعات خارج شده با طول موج بلند (گرماي از دست رفته) در يک روز آفتابي از رابطه ذيل حساب مي‏شود:
(3-56)

حداکثر تشعشعات خورشيدي براي يک روز (Rso) از طريق معادله ريچاردسون و رايت( 1984) قابل محاسبه است.
(3-57)
که :
LAT : عرض جغرافيايي ايستگاه بر حسب راديان.

j : شماره روز ژوليوسی در نيمکره شمالي و شماره روز ژوليوسی منهاي 5ِ/182 در نيمکره جنوبي.
پتانسيل تبخير و تعرق در روز i به شرح رابطه ( 3-58) محاسبه ميشود.
(3-58)
(3-59)
Eoi : تبخير و تعرق پتانسيل در روز i به اينچ .
LL : گرماي نهان تبخير لانگلي بر ميليمتر (براي برف يا آب).
Ts : دماي سطح برف درجه سانتيگراد.
4ِ/25 : ضريب تبديل اينچ به ميليمتر

3-2-25-5- تبخير از سطح
الف- بدون پوشش برف :
ميزان تبخير از سطح تابعي از تشعشعات خورشيدي، دما، رطوبت، نوع پوشش گياهي، مرحله رشد گياه، آب ذخيره شده در سطح، آب نگهداري شده در خاک و ساير ويژگيهاي خاک ميباشد. بطور کلي تبخيروتعرق شامل سه بخش : تبخير از سطح آب يا برف روي زمين يا روي شاخ برگ گياهان ، تبخير از درون خاک و تعرق توسط گياهان ميباشد. در مدل HELPدر وهله اول فرض براين است که انرژي صرف تبخير از سطح زمين، سطح آب يا سطح پوشش گياهي ميشود. اگر هيچگونه پوشش برفي از روز قبل وجود نداشته باشد و هيچگونه بارشي هم نداشته باشيم و درجه حرارت هم کمتر از صفر نباشد. کل انرژي صرف تبخير گيرش گياهي و آب موجود در سطح زمين ميشود. در اين حالت معادلات ذيل برقرار است:
(3-60)
ESSi : تبخير از سطح به اينچ.
PWi : ميزان آب موجود در سطح زمين که امکان تبديل به رواناب يا نفوذ را ندارد به اينچ.
PRF : بخشي از مساحت محدوده مطالعاتي که قابليت توليد رواناب را دارد.
اگر ميزان تبخير و تعرق پتانسيل کمتر از گيرش گياهي باشد در اين حالت ميزان گيرش گياهي محاسبه شده را مساوي تبخير و تعرق قرار مي دهيم.

ب- درصورت وجود برف در سطح زمين:
اگر برف روي سطح زمين باشد بعد از محاسبه ميزان ذوب برف برنامه HELP نقطه شبنم را براساس متوسط درجه حرارت براي روز موردنظر تخمين ميزند. چنانچه بارش وجود داشته باشد رطوبت نسبي برابر با 1 در نظر گرفته مي شود. اگر نقطه شبنم بدست آمده بزرگتر يا مساوي درجه حرارت برف باشد، در اين حالت تبخير و تعرق از سطح خاک و تعرق گياه برابر با صفر فرض مي شود (طبق روابط ذيل):
وقتیکه و (3-61)

(3-62)
که :
Tdi : نقطه شبنم به درجه سانتيگراد در روز i .
اما اگر در ابتدا روز مورد نظر برف وجود داشته باشد و نقطه شبنم کمتر از درجه حرارت برف باشد، انرژي قابل دسترس ابتدا صرف تبخير برف ذوب شده ميگردد. چنانچه انرژي در دسترس براي تبخير بيش از برف ذوب شده باشد، تبخير از سطح برف صورت ميگيرد. دراين حالت درجه حرارت آب درون برف برابر با صفر فرض ميشود. و گرماي نهان ذوب برف برابر با 7ِ/59 لانگلي در ميليمتر آب ذوب شده، و 67ِ/67 لانگلي براي آب موجود در برف درنظر گرفته ميشود. دراين حالات معادلات زير مورد استفاده قرار ميگيرند:
1- وقتي که مقداري از برف ذوب شود بخشي از انرژي صرف ذوب برف ميشود بنابراين از ميزان انرژي براي تبخير از سطح کاسته ميشود که توسط روابط ذيل قابل محاسبه است:
(3-62)

(3-63)
که :
EMELTi : ميزان تبخير از برف ذوب شده به اينچ در روز i .
LE’i : ميزاني از انرژي که صرف ذوب برف مي شود به لانگلي در روز i .
2- بعد از انرژي مصرف شده براي ذوب برف و تبخير آب ذوب شده باقي مانده آن براي تبخير به شرح رابطه (3-64) محاسبه ميگردد.
(3-64)
که:
LE” : انرژي اختصاص داده شده براي ذوب سطحي و تبخير از برف ذوب شده در روز i به لانگلي.
3- اگرباز هم انرژي مازاد بر تبخير برف ذوب شده وجود داشته باشد صرف تبخير از سطح برف ميشود (تصعيد).
4- کل ميزان تبخير از سطح مرطوب یا ESSi در روز i از مجموع تبخير از سطح برف و تبخير از برف ذوب شده محاسبه ميگردد( طبق روابط ذيل).

(3-65)

ESSi = ESNOi + EMELTi (3-66)

ESS ، ESNO و EMELT : آب معادل برف به اينچ ميباشند.
ج- باقي مانده انرژي تبخيروتعرق:
ميزان انرژي باقي مانده و قابل دسترسي براي تبخير و تعرق از لایههای زير خاک نظير رطوبت خاک، تعرق توسط گياهان برابر است با مجموع کل انرژي منهاي انرژي صرف شده جهت تبخير از سطح، ذوب برف وتبخیراز سطح برف البته اگر برف يا تبخيري از سطح وجود داشته باشد. بنابراين ميزان انرژي باقي مانده براي تبخير از سطوح زيرين به شرح رابطه (3-67) مي باشد.
(3-67)
درصورتيکه هيچگونه پوشش برف قبلي وجود نداشته باشد يا ريزش برف صورت نگيرد، انرژي باقي مانده عبارت است از :
(3-68)
که:
LEsi : انرژي قابل دسترس براي تبخير و تعرق آب درون خاک است.
تبخير و تعرق

پایان نامه
Previous Entries منابع تحقیق درمورد استان کرمان Next Entries منابع تحقیق درمورد طول فصل رشد