Sommaren kan vara en extra utmanande tid för Texass 189 stora vattenförsörjningsreservoarer. Med temperaturer som konsekvent når 100 grader eller högre, ökar reservoarens förångningshastigheter kraftigt.
Exakta uppskattningar av avdunstningshastigheten är avgörande för vattenresursförvaltare, eftersom reservoarer spelar en viktig roll i våra sociala och ekonomiska system genom att tillhandahålla vatten för jordbruk, kommunal och industriell konsumtion. Reservoarer är också avgörande för att mildra effekterna från torka och översvämningar.
En ny studie publicerad i Water Resources Research belyser ansträngningarna från Texas A&M Universitys forskare Dr Huilin Gao och Dr Bingjie Zhao, med medförfattare från flera institutioner, statliga och federala myndigheter. Forskargruppen har utvecklat en mer exakt metod för att uppskatta dagliga avdunstningshastigheter.
"Denna metod kommer att förbättra beslutsfattande processer relaterade till reservoardrift, tilldelning av vattenrättigheter och långsiktig vattenplanering i Texas och därefter", säger Dr. Nelun Fernando, chef för Texas Water Development Boards (TWDB) vattentillgänglighetsavdelning.
Zhao, Gao och deras team utvecklade en ny datoralgoritm för att uppskatta daglig reservoaravdunstning som tar hänsyn till faktorer som inte beaktas av nuvarande metoder.
"Om du tittar på vår dagliga förångningsalgoritm använder den vanliga meteorologiska data som vind, temperatur och relativ luftfuktighet, så det är mycket lättare att beräkna för varje reservoar", säger Gao, professor vid Zachry Department of Civil and Environmental Engineering .
Enligt artikeln, "Långsiktig och konsekvent information om avdunstning av reservoarer rapporteras vanligtvis i månatlig skala. Noggrann daglig avdunstningsinformation saknas, men den är avgörande för hydrologisk vetenskaplig forskning och regional vattenresursförvaltning."
De vanligaste metoderna för att uppskatta avdunstning förlitar sig på data från Klass A-avdunstningskärl. Dessa kastruller sitter utanför reservoaren och uppskattar avdunstning genom att mäta förändringar i pannans vattennivå. Panns förångningsdata omvandlas sedan till reservoarens förångningsdata med hjälp av en justeringsfaktor som kallas pankoefficienter.
Eftersom avdunstningskärl vanligtvis är placerade borta från reservoaren, tar de inte hänsyn till effekterna av vind, vattendjup eller luft- och vattentemperaturskillnader över reservoaren. Detta kan leda till felaktiga mätningar, vilket skapar osäkerhet för förvaltare av vattenresurser.
"Sjöarna är mycket djupare än avdunstningskärlen, vilket gör att vattentemperaturerna är väldigt olika", sa Zhao. "Detta betyder att avdunstningshastigheten som förutsägs av avdunstningskärlet inte kan representera den verkliga sjön exakt."
För närvarande har den dagliga förångningsalgoritmen endast tillämpats på reservoarer i Texas. Resultaten avslöjar en tydlig geografisk fördelning och stark säsongsvariation av avdunstning i hela Texas, med högsta genomsnittliga förluster som inträffade i juli. Dessutom avslöjar uppgifterna en signifikant uppåtgående trend i avdunstningshastighet, med en ökning på cirka 1,1 tum per decennium.
Gao och Zhao samarbetade med Desert Research Institute (DRI) för att utveckla en onlineportal som gör det möjligt för intressenter att visualisera och ladda ner data i nästan realtid.
På grund av framgången med algoritmens uppskattning av Texas-reservoarer, arbetar forskargruppen för närvarande med avdunstningsdata för alla större reservoarer i västra USA.
Uppsatsen var medförfattare av forskare från DRI, TWDB, Lower Colorado River Authority (LCRA), U.S. Army Corps of Engineers (USACE) – Dallas-Fort Worth District, och U.S. Bureau of Reclamation.
Mer information: Bingjie Zhao et al., Utvecklar en allmän daglig modell för sjöavdunstning och demonstrerar dess tillämpning i delstaten Texas, Vattenresursforskning (2024). DOI:10.1029/2023WR036181
Journalinformation: Vattenresursforskning
Tillhandahålls av Texas A&M University College of Engineering
