دسته بندی | محیط زیست |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 108 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 82 |
-1- مقدمه و هدف
اولین قدم در بررسیهای علمی- مهندسی مربوط به محیط نظیر پروژه های آبی،تحقیقات منطقه ای هواشناسی کشاورزی و نظایر آن ، مطالعات هواشناسی است، به طوریکه مطالعات سایر بخشها، مانند هیدرولوژی، سیلخیزی، فرسایش و رسوب ، و پهنه بندی های آگروکلیمایی وغیره بر آن متکی است.
بدیهی است دسترسی به دادههای کافی و دقیق شبکه ایستگاههای هواشناسی از یک طرف موجب کوتاهتر شدن مدت مطالعات گردیده و از طرف دیگر موجب بر آورد دقیقتر پارامترهای هدف و تقلیل هزینه های اجرایی طرحها می گردد.
از آنجا که آمار هواشناسی و به ویژه بارندگی در ایران با خلاءهای گسترده ناشی از عدم دیدهبانی یا مشکوک بودن ارقام مواجه است، لذا دستیابی به یک روش صحیح بازسازی خلاءهای آماری ضروری به نظر میرسد.
آنچه در این پژوهش دنبال میشود انتخاب روشی مناسب جهت بازسازی خلاءهای آماری بارندگی میباشد به طوریکه آمار بازسازی شده با آنچه واقعیت داشته ولی به دلایلی ثبت نگردیده حتی الامکان نزدیک باشد.
1-2- فرایند بارش و ویژگیهای آن
1-2-1- بارش
بارش شامل کلیه نزولات جوی مانند باران، برف و تگرگ میباشد که در اقلیم های مختلف باران و یا برف قسمت عمده از آن را تشکیل میدهد. بارش یکی از ورودی های اصلی سیکل هیدرولوژی میباشد. بارندگی در مناطق مرطوب با پراکنش منظم و در تمام طول سال اتفاق میافتد، در حالیکه در مناطق خشک و نیمه خشک پراکنش نامنظم است و حتی گاهی در یک بارندگی کوتاه مدت بیش از 50% بارندگی سالانه بوقوع میپیوندد.
1-2-2- فرایند بارش
به طور کلی مکانیسم بارندگی ناشی از افزایش رطوبت نسبی هوا تا حد معینی است که این پدیده یا در اثر تبخیر از سطح آب یا سطوح نمناک یا در اثر کاهش دمای هوا حاصل میشود و یا ممکن است تلفیقی از این دو باشد.
سرد شدن هوا در طبیعت عمدتاً معلول صعود هواست. در این عمل که تقریباً به حالت آدیاباتیک میباشد. هوا ضمن صعود به علت کاهش فشار سرد میشود. مکانیسمهای اصلی صعود هوا عبارتند از صعود جبههای، صعود کوهستانی، صعود جابجایی و صعود سیکلونی.
چرخه آبی در اتمسفر سه مرحله مجزا از هم تشکیل میدهد که عمدتاً عبارت از تبخیر، تراکم و بارندگی هستند. تفاوت تبخیر و تراکم امری واضح و روشن است ولی تفاوت تراکم و بارندگی توضیح بیشتری نیاز دارد.
به طور کلی فرایند تراکم شامل یک انباشتگی حداکثر از مولکولهای بخارآب تا رسیدن به حد ذرات ریز است در صورتیکه فرایند بارندگی، مرحلهای از پیوستن ذرات ریز یا قطرکها و سیکل قطرات مایع و یا تراکمی از بلورهای یخ میباشد.
عمل تراکم احتیاج به یک هسته[1] که هسته تراکم[2] نامیده شده دارد تا مولکولهای آب در اطراف آن جمع شوند. ذرات گرد و خاک معلق در هوا میتوانند به عنوان هستههای تراکم عمل کند. ذرات دارای یون روی هستهها اثر میکنند، زیرا یونها با داشتن الکتریسیته ساکن مولکولهای آب را در باندهای قطبی خود جذب میکند. یونها در اتمسفر شامل ذرات نمک ناشی از تبخیر از سطح دریا و یا ترکیبات سلفور و نیتروژن ناشی از احتراق میباشند. قطر این ذرات از 3-10 تا 10 میکرون تغییر میکند که این ذرات به عنوان هواویز[3] شناخته میشوند. برای مقایسه باید متذکر شد که اندازه یک اتم حدود 4-10 میکرون است، بنابراین کوچکترین هواویز ممکن است فقط از چند اتم تشکیل شده باشد.
قطرات ریز که در اثر حرکت تلاطمی حمل میشوند بوسیله تراکم و برخورد با ذرات مجاور خود رشد میکند تا اینکه به اندازه کافی بزرگ شوند، این عمل تا آنجا ادامه می یابدکه نیروی جاذبه زمین بر اصطکاک غالب شود و شروع به ریزش کنند. افزایش بیشتر اندازه قطرات در نتیجه برخورد آنها با قطرات دیگر در مسیر ریزش صورت میگیرد. گاهی وقتیکه قطره به سمت پائین حرکت میکند هنگام عبور از لایههای گرمتر تبخیر میشود و اندازه قطره کاهش یافته و بنابراین ممکن است قطره باز به اندازه یک هواویز تبدیل شود و به واسطه حرکت تلاطمی هوا به سمت بالا حرکت کند در حرکت به سمت بالا فقط یک سرعت 5/0 سانتیمتر بر ثانیه کافی است تا یک قطر 100 میکرونی را حرکت دهد. (محمدپور، 1373)
دسته بندی | زمین شناسی |
بازدید ها | 14 |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 43 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 43 |
*تحقیق درباره تبخیر*
مقدمه
تبخیر جریانی است که بوسیله آن آب یا یخ تبدیل به گازمی شود. در فیزیک فرایند تبدیل یخ به بخار را تصعید می نامند.
با توسعه جوامع بشری یکی از مسائل مهم در پیشرفت هرجامعه ، دسترسی به آب با کیفیت مناسب در محل و زمان مورد نظر می باشد ، به طوریکه یکی از مهمترین عوامل محدودکننده توسعه اقتصادی ، می تواند کمبود آب و یا کیفیت نامناسب آن می باشد.
موقعیت جغرافیایی و شرایط اقلیمی خاص ، کشور ما را در ردة مناطق کم باران کرة زمین قرار داده است . زیرا صرف نظر از صفحات شمالی البرز و بخشی قسمت های غربی زاگرس قسمت اعظم کشور ما از نزولات جوی کافی بی بهره می باشد.
از آنجایی که تبخیر می تواند از سطوح مختلف از جمله : رطوبت موجود درپوشش گیاهی ، سطح خاک وسطوح آزاد آب مثل اقیانوس ها ، دریاها ، نهرها و حتی سفرههای آب زیرزمینی و ... صورت می گیرد. پس این امر باعث می شود که مقدار بسیار زیادی از آب از دسترسی ما خارج شود پس درنظر گرفتن نقش تبخیر برای برنامه ریزی و مدیریت میزان آب مصرفی در کشاورزی و طرحهای عمرانی مانند مهندسی ساختمان ، ایجاد سدهای مختلف ، بیلان جرم دریاچهها ، حوضچه های تبخیری مورد استفاده در دفع فاضلاب های آلوده کننده بسیار مهم است. البته بایداین نکته را در نظر داشت که در بین پدیده های مختلف هواشناسی ، اندازهگیری میزان تبخیر واقعی مشکلترین کارهاست.
پس به طور خلاصه می توان گفت که اهداف این تحقیق و پژوهش عبارتند از :
- شناسایی عوامل مؤثر بر تبخیر سطحی
- آشنایی با روشهای اندازه گیری تبخیر
- نقش تبخیر در برنامه ریزی و احداث پروژه های سد و مخازن آب
- استفاده بهینه در مصرف آب و برآورد نیاز آبی گیاهان
- استفاده بهینه از زمینهای قابل کشت کشاورزی و حاصلخیزی زمینهای زراعتی
- شناسایی عوامل تبخیر در کمیت و کیفیت محصولات غذایی و کشاورزی
تبخیر
عمل تبخیر یک فرایند کاملا فیزیکی بوده که در آن انرژی حرارتی باعث تغییر حالت آب از مایع به گاز می گردد.
در هواشناسی به فرایندی تبخیر می گویندکه نتیجه آن آزاد شدن مولکولهای آب و وارد شدن آنها در اتمسفر می باشد. به عبارت دیگر تبخیر در طبیعت همان انتشار بخار آب از یک سطح مرطوب ، سطح آزاد آب و اعم از حالت مایع یا جامد را در درجه حرارتی پایین تر از نقطه جوش آب می توان تعریف کردکه به آن تبخیر سطحی اطلاق می شود.
لذا تبخیر نقش مهمی در میزان آب قابل دسترس در یک منطقه دارد . بااهمیتترین شکل تبخیر ، تبخیری است که از روی اقیانوس هاو دریاهای آزاد انجام می پذیرد و از آنجایی که این آبها از منابع اصلی مجموعهی آب در سطح زمین می باشد ، عامل اصلی انتقال آب و بخار آن در حجم بالا بین اقیانوس ها و خشکی ها محسوب می شود.
از دیگر شکل های بااهمیت تبخیر ، تبخیر از رطوبت موجود در پوشش گیاهی ، سطح خاک و سطوح آزاد کوچک آب مثل دریاچهها ، رودخانه ها و نهرهاست . ریشهی گیاهان رطوبت موجود در خاک را جذب و بخشی از آن را توسط اندامهای خود ترجیحا برگها به اتمسفر زمین وارد می کند ، به این فرم از تبخیر ، تعرق می گویند . چون تعرق گیاهان را نمی توان از تبخیر سطح خاک مجزا کرد ، کل پدیده را تبخیر و تعرق نامند که غالباً آب مصرفی گیاه گفته می شود. لذا برآورد میزان آبی که در اثر آبیاری به مصرف تعرق زراعت و درختان میرسد ، بر اساس تبخیر و تعرق است . ابعاد و اندازهی شبکه های آبیاری نیز تابع مستقیمی از مقدار و زمان آب مصرفی است که به صورت تبخیر و تعرق وارد جو می شود . مسلماً تبخیرو تعرق جزء اصلی چرخهی هیدرولوژی برای تشکیل صددرصد بارش در مناطق کویری ، 75 درصد در مناطق مرطوب و صددرصد در مجموع کرهی زمین محسوب میشود.
در فعالیتهای عمرانی تبخیر از دو نظر حائز اهمیت است :اولاً تبخیر مستقیم از سطح رودخانهها دریاچه ها و مخازن سدها باعث تلفات آب می شود . ثانیاً تبخیر و تعرق از سطح پوشش گیاهی داخل حوضه های آبریز نیز جزء تلفات به حساب می آید.
تلفات آب بر اثر تبخیر در آب و هوای معتدل مرطوب سالانه در حدود 600 میلیمتر از سطح آزاد آب و در حدود 450 میلی متر از سطح زمین می باشد . حال آنکه در یک آب و هوای خشک این ارقام می تواند به ترتیب 2000 و 100 میلی متر باشد .
ملاحظه می شود که تبخیر از سطح آزاد آب افزایش و تبخیر واقعی کاهش می یابد . پایین بودن رقم تبخیر از سطح خشکی به دلیل عدم وجود بارندگی و موجودیت آب برای تبخیر است . بنابراین در اقلیم های خشک و نیمه خشک تبخیر از اهمیت زیادی برخوردار است . تخمین آن در طرحهای عمرانی نیز به همان ترتیب حایز اهمیت است.
شکل زیر توزیع جغرافیایی میانگین تبخیر سالانه از اقیانوس ها و خشکی ها را مورد بررسی قرار می دهد.
به طوریکه در شکل مشاهده می کنید از نظر جغرافیایی حداکثر میانگین تبخیر و تعرق در اطراف خط استوا است که مقدار آن در نزدیک قطبین به صفر می رسد . توزیع جغرافیایی تبخیر و تعرق همچنین تحت تاثیر توزیع جغرافیایی خشکی ها ، اقیانوس ها و بارش بر روی خشکی ها میباشد . همانطور که در شکل مشاهده می شود از عرض های جغرافیایی پایین تا متوسط تبخیر بیشتری در اقیانوسها نسبت به خشکی هاست. همچنین افت جزئی را که میزان تبخیر از اقیانوس ها نسبت به خشکیها در استوا در شکل دارد میتوان ناشی از پایین بودن میزان باد و فراوانی میزان رطوبت در سطح همجوار اقیانوس ها دانست.
همچنین که اوجهای جزئی تبخیر در عرضهای متوسط زمین منعکس کننده تسلط بادهای غربی و بارفتن دسترسی به آب است و کاهش جزئی در نزدیک عرض 30 درجه در اثر کمبود آب در نوارهای بیابانی است . در اقیانوس ها الگوی اساسی توزیع تبخیر به طور وسیعی تحت تاثیرجریانهای سطحی آن قرار می گیرد.
جریان تبخیر
مولکولهای آب در شرایط معمولی ، چه در دریاچه های بزرگ و چه به صورت لایه های نازک که ذرات خاک را در بر گرفته اند و چند میلی متر بیشتر آب ندارند دارای جرم مشخصی بوده و در یک حرکت ثابت می باشند اضافه شدن گرما به آب سبب افزایش انرژی مولکول های آب و حرکت سریع آنها می شود ، نتیجه اش افزایش فاصله همراه با کاهش نیروی چسبندگی بین مولکول ها را به دنبال خواهد داشت . در درجه حرارتهای بالا مولکولهای بیشتری در سطح آب تمایل به آزاد شدن و وارد شدن به لایه های هوای همجوار سطح آب دارند . همزمان مولکول های بخار آب تمایل به آزاد شدن و وارد شدن به لایه های همجوار سطح آب دارند . مولکولهای لخار در این لایه در یک حرکت مداوم به سرمی برند و بعضی از آنها به سطح آب زیرین خود نفوذ می کنند. بنابراین میزان تبخیر در یک زمان معین بستگی به اختلاف تعداد مولکول هایی که از سطح آب خارج میشود و تعداد مولکول هایی که بر می گردند ، دارد.