Hver dråbe tæller:Ny algoritme sporer Texass daglige reservoirfordampningshastigheder

Sommeren kan være en ekstra udfordrende tid for Texas's 189 store vandforsyningsreservoirer. Med temperaturer, der konsekvent når 100 grader eller højere, stiger reservoirets fordampningshastigheder.

Nøjagtige skøn over fordampningshastigheden er afgørende for vandressourceforvaltere, da reservoirer spiller en væsentlig rolle i vores sociale og økonomiske systemer ved at levere vand til landbrugs-, kommunalt og industrielt forbrug. Reservoirer er også afgørende for at afbøde påvirkninger fra tørke og oversvømmelser.

En nylig undersøgelse offentliggjort i Water Resources Research fremhæver indsatsen fra Texas A&M University-forskerne Dr. Huilin Gao og Dr. Bingjie Zhao, med medforfattere fra flere institutioner, statslige og føderale agenturer. Forskerholdet har udviklet en mere nøjagtig metode til at estimere daglige fordampningshastigheder.

"Denne metode vil forbedre beslutningsprocesser relateret til reservoirdrift, tildeling af vandrettigheder og langsigtet vandplanlægning i Texas og videre," sagde Dr. Nelun Fernando, leder af Texas Water Development Boards (TWDB) afdeling for vandtilgængelighed.

Zhao, Gao og deres team udviklede en ny computeralgoritme til at estimere den daglige reservoirfordampning, der tager højde for faktorer, der ikke tages i betragtning ved de nuværende metoder.

"Hvis du ser på vores daglige fordampningsalgoritme, bruger den almindelige meteorologiske data som vind, temperatur og relativ luftfugtighed, så det er meget nemmere at beregne for hvert reservoir," sagde Gao, professor i Zachry Department of Civil and Environmental Engineering .

Ifølge artiklen, "Langsigtede og konsekvente oplysninger om reservoirfordampning rapporteres typisk på en månedlig skala. Der mangler nøjagtige daglige fordampningsoplysninger, men det er afgørende for hydrologisk videnskabelig forskning og regional forvaltning af vandressourcer."

De mest almindelige metoder til at estimere fordampning er afhængige af data fra Klasse A-fordampningspander. Disse pander sidder uden for reservoiret og estimerer fordampning ved at måle ændringer i pandens vandstand. Pandens fordampningsdata konverteres derefter til reservoirets fordampningsdata ved hjælp af en justeringsfaktor kendt som pankoefficienter.

Da fordampningspander typisk er placeret væk fra reservoiret, tager de ikke højde for virkningerne af vind, vanddybde eller luft- og vandtemperaturforskelle på tværs af reservoiret. Dette kan føre til unøjagtige målinger, hvilket skaber usikkerhed for vandressourceforvaltere.

"Søerne er meget dybere end fordampningspanderne, hvilket får vandtemperaturerne til at være meget forskellige," sagde Zhao. "Dette betyder, at fordampningshastigheden forudsagt af fordampningspanden ikke kan repræsentere den virkelige sø nøjagtigt."

På dette tidspunkt er den daglige fordampningsalgoritme kun blevet anvendt på Texas reservoirer. Resultaterne afslører en klar geografisk fordeling og stærk sæsonbestemt fordampning i hele Texas, med de højeste gennemsnitlige tab i juli. Derudover afslører dataene en betydelig opadgående tendens i fordampningshastigheden med en stigning på omkring 1,1 tomme pr. årti.

Gao og Zhao samarbejdede med Desert Research Institute (DRI) for at udvikle en onlineportal, der giver interessenter mulighed for at visualisere og downloade data i næsten realtid.

På grund af succesen med algoritmens estimering af Texas reservoirer, arbejder forskerholdet i øjeblikket på fordampningsdata for alle større reservoirer i det vestlige USA.

Artiklen er medforfattet af forskere fra DRI, TWDB, Lower Colorado River Authority (LCRA), U.S. Army Corps of Engineers (USACE) – Dallas-Fort Worth District og U.S. Bureau of Reclamation.

Flere oplysninger: Bingjie Zhao et al., Udvikling af en generel daglig søfordampningsmodel og demonstration af dens anvendelse i staten Texas, Vandressourceforskning (2024). DOI:10.1029/2023WR036181

Journaloplysninger: Vandressourceforskning

Leveret af Texas A&M University College of Engineering