
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 623 |
تعداد مقالات | 6,502 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,647,675 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,249,280 |
بررسی کمی کارایی صفحات کامپوزیت در کاهش تبخیر از سطح آب | ||
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک | ||
مقاله 1، دوره 30، شماره 3، مهر 1402، صفحه 1-22 اصل مقاله (1.57 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwsc.2024.21586.3670 | ||
نویسندگان | ||
جواد ظهیری* 1؛ عادل مرادی2 | ||
1نویسنده مسئول، دانشیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، خوزستان، ایران. | ||
2استادیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، خوزستان، ایران. | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: مقدار متوسط تبخیر سالانه در ایران 2100 میلیمتر بوده که سه برابر میزان متوسط جهانی است. این رقم نشان میدهد که اگر با روشهایی میزان تبخیر مخازن سدها کاهش یابد، میتوان از این منابع بهرهبرداری مناسبتری نمود. عدم توجه به نرخ بالای تبخیر در کشور سبب شده که هر ساله میلیاردها مترمکعب آب از مخازن بیش از 600 سد موجود در کشور تبخیر شود. در پژوهش حاضر سعی شده است تا کارایی صفحات کامپوزیت در کاهش تبخیر از سطح آزاد آب در شرایط واقعی مورد بررسی قرار گیرد. مواد و روشها: مطالعه حاضر در محوطه ایستگاه هواشناسی فرودگاه اهواز با عرض جغرافیایی '32 °31، طول جغرافیایی '66 °48 و ارتفاع از سطح دریا 16 متر به انجام شد و از تشتهای تبخیر کلاس A به قطر 7/120 سانتیمتر و عمق 25 سانتیمتر از جنس آهن گالوانیزه استفاده گردید. کلیه آزمایشات در بازه مرداد تا آذرماه 1401 انجام گرفت. در این تحقیق از صفحات کامپوزیت با روکش آلومینیومی جهت کاهش تبخیر از سطح آب استفاده گردید. صفحات کامپوزیت مورد استفاده دارای ضخامت 4 میلیمتر بوده و از دو لایه ورق از جنس آلومینیوم در پوسته بیرونی و یک لایه از جنس پلی اتیلن در وسط تشکیل شده است. جهت بررسی میزان کارایی صفحات کامپوزیت، از توپهای شناور که روشی نسبتاً متداول در کاهش تبخیر بهحساب میآید، استفاده شده است. علاوه بر این تاثیر متغیرهای مختلف هواشناسی از قبیل درجه حرارت، درصد رطوبت نسبی، میانگین فشار بخار، سرعت باد و تابش خورشیدی بر روی میزان کارایی صفحات کامپوزیت بررسی شد. در این مطالعه از تحلیل واریانس دو طرفه برای بررسی تأثیر متغیرهای مختلف هواشناسی بر روی عملکرد صفحات کامپوزیت استفاده گردید. یافتهها: نتایج آزمایشات نشان میدهد کارایی صفحات کامپوزیت مربعی 69%، صفحات کامپوزیت مثلثی 67% و توپهای شناور نیز کارایی 73% در کاهش تبخیر از سطح آب داشتهاند. بر این اساس توپهای شناور به مقدار بسیار جزیی تاثیر بیشتری بر کاهش تبخیر از سطح آزاد داشتهاند. فضای خالی بین کامپوزیتهای مربعی به دلیل داشتن ابعاد بزرگتر نسبت به کامپوزیتهای مثلثی، کمتر بوده و همین مسئله میتواند از دلایل کاهش تبخیر در کامپوزیتهای مربعی نسبت به کامپوزیتهای مثلثی بهحساب آید. براساس نتایج تحلیل واریانس، دو پارامتر رطوبت نسبی و سرعت باد تاثیر معنادار بر میزان کارایی صفحات کامپوزیت در کاهش تبخیر از سطح آب دارا هستند. با توجه نتایج تحلیل واریانس با در نظر گرفتن اثرات متقابل، هیچکدام از اثرات متقابل تاثیر معناداری بر میزان کارایی صفحات کامپوزیت ندارند. با این وجود، در نظر گرفتن اثرات متقابل در کنار اثرات اصلی، ضریب تبیین مدل ساخته شده را به 669/0 افزایش داده است که نشان میدهد اثرات متقابل به میزان حدود 2/0 در این ضریب تاثیر داشتهاند. نتیجهگیری: براساس نتایج تحلیل واریانس با در نظر گرفتن اثرات اصلی، دو پارامتر رطوبت نسبی و سرعت باد تاثیر معناداری بر میزان کارایی صفحات کامپوزیت در کاهش تبخیر از سطح آب دارند. رطوبت نسبی دارای اثری برابر با 182/0 و سرعت باد اثری برابر 197/0 دارا میباشند. رطوبت نسبی و سرعت باد از جمله پارامترهای تاثیرگذار بر میزان تبخیر از سطح آب بوده که به ترتیب باعث کاهش و افزایش تبخیر از سطح آب میگردند. حضور صفحات کامپوزیت باعث شده است تا تاثیر این دو پارامتر بر روی روند تبخیر از سطح آب به شدت کاهش یابد. | ||
کلیدواژهها | ||
صفحات کامپوزیت؛ تبخیر؛ تحلیل واریانس؛ اثرات متقابل | ||
مراجع | ||
1.Han, K. W., Shi, K. B., Yan, X. J., & Cheng, Y. Y. (2019). Water savings efficiency of counterweighted spheres covering a plain reservoir in an arid area. Water Resources Management. 33, 1867-1880.
2.Rezazadeh, A., Akbarzadeh, P., & Aminzadeh, M. (2020). The effect of floating balls density on evaporation suppression of water reservoirs in the presence of surface flows. Journal of Hydrology. 591, 125323.
3.Oosthoek, J., & Gills, B. K. (2005). Humanity at the crossroads: The globalization of environmental crisis. Globalizations. 2 (3), 283-291.
4.Wang, W., Zou, S., Shao, Q., Xing, W., Chen, X., Jiao, X., Luo, Y., Yong, B., & Yu, Z. (2016). The analytical derivation of multiple elasticities of runoff to climate change and catchment characteristics alteration. Journal of Hydrology. 541, 1042-1056. 5.Ghazvinian, H., Farzin, S., Karami, H., & Mousavi, S. F. (2020). Investigating the effect of using polystyrene sheets on evaporation reduction from water-storage reservoirs in arid and semiarid regions (Case study: Semnan city). Journal of Water and Sustainable Development. 7 (2), 45-52. [Translated in Persian]
6.Alizadeh, A. (2013). The principles of applied hydrology. Ferdowsi University of Mashhad. [Translated in Persian]
7.Arabi Yazdi, A., Niknia, N., Majidi, N., & Emami, H. (2015). Water security assessment in arid climates based on water footprint concept (case study; south Khorasan province). Iran J. Irrig. Drain. 4 (8), 735-746. [Translated in Persian]
8.Mokarram, M., Zarei, A. R., & Etedali, H. R. (2021). Optimal location of yield with the cheapest water footprint of the crop using multiple regression and artificial neural network models in GIS. Theoretical and Applied Climatology. 143, 701-712.
9.Mozafari, A., Mansouri, B., & Chini, S. F. (2019). Effect of wind flow and solar radiation on functionality of water evaporation suppression monolayers. Water Resources Management. 33, 3513-3522.
10.Sepaskhah, A. R. (2018). Evaporation reduction from water reservoir of dams. Strategic Research Journal of Agricultural Sciences and Natural Resources. 3 (1), 13-26. [Translated in Persian]
11.Madadi, M. R., Kouhestani, S., Jadavi, M., & Zakariayi, M. (2020). Performance comparison of two types of natural and artificial covers in reducing evaporation from water reservoirs: A case study (Jiroft). Iranian Journal of Irrigation and Drainage. 14 (4), 1448-1459. [Translated in Persian]
12.Rezazadeh, A., Akbarzadeh, P., & Aminzadeh, M. (2020). Modelling and Experimental Investigation of the Evaporation Suppression Using Floating Covers in the Presence of Surface Flows. Amirkabir J. Mech. Eng.53 (1), 1-3. [Translated in Persian]
13.Benzaghta, M. A., Mohammed, T. A., Ghazali, A. H., & Soom, M. A. M. (2013). Testing of evaporation reduction methods in humid climates. In Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Water Management (Vol. 166, No. 4, 207-216). Thomas Telford Ltd.
14.Taboada, M. E., Cáceres, L., Graber, T. A., Galleguillos, H. R., Cabeza, L. F. & Rojas, R. (2017). Solar water heating system and photovoltaic floating cover to reduce evaporation: Experimental results and modeling. Renewable Energy. 105, 601-615.
15.Han, K. W., Shi, K. B., & Yan, X. J. (2020). Evaporation loss and energy balance of agricultural reservoirs covered with counterweighted spheres in arid region. Agricultural Water Management. 238, 106227.
16.Shalaby, M. M., Nassar, I. N., & Abdallah, A. M. (2021). Evaporation suppression from open water surface using various floating covers with consideration of water ecology. Journal of Hydrology. 598, 126482.
17.Karimzadeh, M., Zahiri, J., & Nobakht, V. (2023). Efficiency of monolayers in evaporation suppression from water surface considering meteorological parameters. Environmental Science and Pollution Research. 30 (17), 50783-50794.
18.Razzaghi, F., Rajabpor, R., Layani, G., & Mirzaei, F. (2022). Estimation of the Economic Value of Water for Urban and Agricultural Use: A Case Study for Kowsar Dam. Journal of Agricultural Economics Research. 14 (1), 76-91. [Translated in Persian]
19.Grabovac, I., & Whittaker, D. (2009). Application of bonded composites in the repair of ships structures–A 15-year service experience. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 40 (9), 1381-1398.
20.El Baradei, S. A., & Al Sadeq, M. (2019). Optimum coverage of irrigation canals to minimize evaporation and maximize dissolved oxygen concentration: case study of Toshka, Egypt. International Journal of Environmental Science and Technology. 16, 4223-4230. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 174 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 250 |