UYGULAMALAR_3 BUHARLAŞMA

SU DENGESİ YÖNTEMİYLE BUHARLAŞMA HESABI Ortalama yüzey alanı 200 km2 olan bir göl üzerindeki yıllık yağış miktarının 70 cm, göle giren akarsuların yıllık ortalama debisinin 1.20 m3/sn, gölden çıkan ortalama akımın 1.27 m3/sn olduğu belirlenmiştir. Bu yıl sonunda göldeki su seviyesinin 9 cm. yükseldiği ve sızma kayıplarının ihmal edilebilir düzeyde olduğu bilindiğine göre, göl yüzeyinden yıllık buharlaşma yüksekliğini hesaplayınız.

SU DENGESİ YÖNTEMİYLE BUHARLAŞMA HESABI E : Buharlaşma miktarı, mm/yıl P: Yağış X: Gelen akış miktarı Y: Çıkan akış miktarı F: Yeraltına sızan su miktarı S: Kütlenin hacmindeki değişme miktarı E = P + X – Y – F – S A=200 km2 P= 70 cm Qg= 1.20 m3/sn Qk= 1.27 m3/sn ΔH= +9 cm. S= 0 E=? ÇÖZÜM: Göle giren akış : Gölden çıkan akış : P yağış, F sızma, ΔH göldeki seviye değişimi olmak üzere:   E = P + X- Y- F- ΔH = 70+19-20-0-9 = 60cm

TAVA GÖZLEMLERİNİN NET BUHARLAŞMA HESABINDA KULLANILMASI Aşağıda, İzmir meteoroloji istasyonunda ölçülen aylık ortalama tava buharlaşması ve aylık ortalama yağış değerleri verilmiştir. Balçova Barajı'nın bulunduğu bölgede yıllık ortalama yağışın 850 mm/yıl mertebesinde olduğu bilindiğine göre, tava katsayısını 0.70 kabul ederek baraj göl yüzeyinden ortalama aylık net buharlaşma değerlerini bulunuz. AYLAR ET Pist EKİM KASIM ARALIK OCAK ŞUBAT MART NİSAN MAYIS HAZİRAN TEMMUZ AĞUSTOS EYLÜL 173,0 102,3 55,2 37,0 43,3 61,6 118,6 206,1 310,0 380,9 369,9 269,1 50,6 83,2 151,4 134,4 102,1 72,2 43,8 37,1 8,1 2,3 2,6 15,2 2127,0 703,0

TAVA GÖZLEMLERİNİN NET BUHARLAŞMA HESABINDA KULLANILMASI ÇÖZÜM:   İzmir’in aylık ortalama yağışları, yıllık yağışlılık oranında (850 / 703 = 1,21) düzeltilerek baraj yerine aktarılabilir. Aylık yağışın brüt buharlaşmadan büyük olduğu aylarda, güvenli davranılarak net buharlaşma sıfır kabul edilir. Eb = ct Et En = Eb – P (P Eb) AYLAR ET Eb = ET.CT Pist P = 1,21 Pist En = Eb - P EKİM KASIM ARALIK OCAK ŞUBAT MART NİSAN MAYIS HAZİRAN TEMMUZ AĞUSTOS EYLÜL 173,0 102,3 55,2 37,0 43,3 61,6 118,6 206,1 310,0 380,9 369,9 269,1 121,1 71,6 38,6 25,9 30,3 43,1 83,0 144,3 217,0 266,6 258,9 188,4 50,6 83,2 151,4 134,4 102,1 72,2 43,8 37,1 8,1 2,3 2,6 15,2 61,2 100,6 183,0 162,5 123,4 87,3 53,0 44,9 9,8 2,8 3,1 18,4 59,9 … 30,0 99,4 207,2 263,8 255,8 170,0 2127,0 703,0 850,0 1086,1

ENERJİ DENGESİ YÖNTEMİYLE BUHARLAŞMA HESABI Yüzey alanı 20 km2 olan bir göle bir günde giren toplam ısı enerjisi 600 cal/cm2. Bu ısının %15’inin yansımaya uğradığı, göle giren ve çıkan akarsuların getirdiği ve götürdüğü ısıların dengelendiği ve göldeki su kütlesinin sıcaklığının değişmediğini, Bowen oranını 0.25 kabul ederek, sözü edilen günde göl yüzeyinden buharlaşan su hacmini hesaplayınız.

ENERJİ DENGESİ YÖNTEMİYLE BUHARLAŞMA HESABI He = Hi – Ho – Hc – H Hi : Kütleye giren ısı (güneş ısısı ile giren akımların getirdiği ısının toplamı) Ho: Kütleden çıkan ısı (çıkan akımların ısısı ile yansıyan ısının toplamı) Hc: su yüzeyinden atmosfere kondüksiyonla kaybolan ısı H: Su kütlesinin sıcaklığının değişmesi için gerekli ısı R: Bowen oranı Hc = R He He = L E ÇÖZÜM:  Bowen oranı R = 0.25, L = 590 cal/cm3. H = 0 olmak üzere, He = [600 - 0.15(600) - 0]/(1 + 0 25) = 408 cal/cm2 E = He/L = 408/590 = 0 69cm Vbuh = E.A =0.69(10-2 )20(106) = 138000m3 A=20 km2 Hi= 600 cal/cm2 Ho= %15 Hi R = 0.25 VE=?

MEYER FORMÜLÜYLE BUHARLAŞMA HESABI Bir baraj haznesi yakınında bulunan meteoroloji istasyonunda kurak aylar boyunca ölçülen hava sıcaklıkları, nisbi nem yüzdeleri ve rüzgar hızlan aşağıdaki tabloda verilmiştir. Meteoroloji istasyonu, baraj gölü ortalama su yüzeyinden 32 m. yukarıda kurulmuş olduğuna göre Meyer formülünü kullanarak aylık buharlaşma yüksekliklerini hesaplayınız. AYLAR T (°C) Rn (%) W(km/st) Mayıs Haziran Temmuz Ağustos Eylül Ekim 12,2 16,0 16,8 17,5 12,9 8,8 74 73 77 78 79 89 13,5 9,8 11,1

MEYER FORMÜLÜYLE BUHARLAŞMA HESABI Çözüm: Büyük su kütleleri için A = 11 alındığında Meyer formülü,  E(mm/ay) = 11ew (1 - Rn )(1 + W8 /16)  olup, bu formülde W8 su yüzeyinden 8 m. yüksekte ölçülen rüzgar hızıdır. Problemde verilen hızlar (W) baraj göl yüzeyinden 32 m. yukarıda ölçülmüş olduğundan kullanılmadan önce 8 m. yüksekliğe göre düzeltilmelidir.  W/W8 = (32/8)0,15 = 1.23 W8 = W/1.23  T sıcaklıklarında havanın doygun buhar basıncı değerleri (ew) Tablo 1'den alınır. W/W8 = (z/z8]0,15 T(°C ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ew (mmhg) 4,92 5,29 5,68 6,10 6,54 7,01 7,51 8,04 8,61 9,20 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 9,84 10,52 11,23 11,98 12,78 13,63 14,53 15,46 16,46 17,53 21 22 23 24 25 26 28 30 35 40 18,65 19,82 21,05 22,37 23,75 25,31 28,32 31,80 42,20 55,30 AYLAR T (°C) Rn (%) W(km/st) W8(km/st) Ew(mmHg) E(mm/ay) Mayıs Haziran Temmuz Ağustos Eylül Ekim 12,2 16,0 16,8 17,5 12,9 8,8 74 73 77 78 79 89 13,5 9,8 11,1 11 8 9 10,6 13,6 14,2 15,0 8,5 51,2 60,6 54,0 56,7 38,5 23,7

AMPİRİK FORMÜLLERLE YILLIK EVAPOTRANSPİRASYON HESABI Yıllık ortalama sıcaklığı 12°C, yıllık ortalama yağışı 530 mm/yıl, sıfır °C nin üzerindeki yıllık sıcaklık toplamı 2435°C olan bir havzada oluşabilecek evapotranspirasyon kayıplarını Coutagne, Turc ve Lowry-Johnson formülleriyle hesaplayarak karşılaştırınız.

AMPİRİK FORMÜLLERLE YILLIK EVAPOTRANSPİRASYON HESABI ÇÖZÜM: Coutagne : Turc : L = 300 + 25(12) +0,05(123) = 686,4 Lowry-Johnson : U = 0,085(2435) +243 = 450 mm/yıl U: yıllık ET kaybı, mm/yıl P: yıllık ort. yağış,  530 mm/yıl T: yıllık ort. Sıcaklık,  12 oC U: yıllık ET kaybı, mm/yıl H: Büyüme süresindeki sıcaklığı 0oC’ın üzerinde olan günlerin maksimum sıcaklıkları toplamı, (derece-gün)  2435 derece/gün

AMPİRİK FORMÜLLERLE AYLIK SULAMA SUYU İHTİYACI HESABI 40° Kuzey enleminde, Temmuz ayı sıcaklık ortalaması 24°C, yağışı 8 mm/ay, nisbi nem oranı %25 olan 2600 ha'lık bir tarım alanında yonca ziraati için gerekli sulama suyu debisini Blaney-Criddle ve Hargreaves formüllerine göre ayrı ayrı hesaplayınız.

AMPİRİK FORMÜLLERLE AYLIK SULAMA SUYU İHTİYACI HESABI Çözüm: Blaney-Criddle : Tablo 5'den Temmuz ayında yonca için kc = 1.10 Tablo 6'dan 40° Kuzey enleminde Temmuz ayı için p = 10.34 kt = 0.0173 [1,8 (24) + 32] - 0.314 = 0.987 U = 25.4(0 987) (1.10) (10.34) [1.8 (24) + 32] / 100 = 214 mm/ay Us = U – Pe = 214 - 8 = 206 mm/ay Asul = 2600 ha için   Hargreaves : Tablo 7’den Temmuz ayında yonca için k = 0.74 Tablo 8’den 40° Kuzey enleminde Temmuz ayı için d = 1.23 U = 17 (0.74) (1.23) (1 - 0.25) 24 = 279 mm/ay Us = U - P, = 279 - 8 = 271 mm/ay

TABLOLAR TABLO 5. Blaney-Criddle formülündeki Kc değerleri Bitki Cinsi AYLAR III IV V VI VII VIII IX X TAHIL 1.44 1.32 0.95 --- HAŞHAŞ 0.38 0.59 0.79 0.98 ŞEKER PANCARI 0.50 0.74 1.08 1.22 1.20 1.12 YONCA 0.87 1.00 1.07 1.10 0.07 0.90 MEYVA 0.62 0.97 0.80 0.28 PAMUK 0.45 0.55 0.35 BAĞ 0.67 0.70 0.72 MISIR 0.75 0.92 SUSAM 0.52 0.68 PATATES 0.40 0.60 YERFISTIĞI 0.48 0.82 0.65 AYÇİÇEĞİ 0.88 0.85 NARENCİYE 0.69 0.73 0.78 ZEYTİN 0.30 ANASON 0.36 0.63 0.54 SEBZE 0.41 0.83

TABLOLAR TABLO 6. Her aydaki gündüz saatlerinin yıllık gündüz saatlerine oranı (p) ENLEM DERECESİ AYLAR I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII 44 6.45 6.59 8.25 9.04 10.22 10.38 10.50 9.73 8.43 7.67 6.51 6.23 42 6.60 6.66 8.28 8.97 10.10 10.21 10.37 9.64 8.42 7.73 6.63 6.39 40 6.73 8.30 8.92 9.99 10.08 10.34 9.56 8.41 7.78 6.53 38 6.87 6.79 8.34 8.94 9.92 9.95 9.47 8.38 7.80 6.82 36 6.99 6.86 8.35 8.85 9.81 9.83 9.40 8.36 7.85 6.92 34 7.40 6.91 8.80 9.72 9.70 9.88 9.33 7.90 7.02

TABLOLAR TABLO 7. Hargreaves formülünde yeralan k katsayısının değerleri Bitki Cinsi Aylar III IV V VI VII VIII IX X YONCA 0.41 0.70 0.64 0.67 0.74 0.40 FASULYE --- 0.15 0.28 0.66 0.51 MISIR 0.12 0.38 0.42 0.26 0.10 TAHIL 0.50 0.75 0.58 NARENCİYE 0.36 0.44 0.43 CEVİZ 0.57 0.63 ÇİMEN 0.11 0.25 0.29 0.33 0.31 0.32 0.22 PATATES 0.55 0.72 0.73 0.62 PİRİNÇ 1.34 1.42 1.41 1.51 ŞEKER PANCARI 0.19 0.27 0.87 0.69 DOMATES 0.71 0.81 TABLO 8. Hargreaves ve Thomthwaite formüllerindeki d değerleri (bu değerler 40 Kuzey enlemi için geçerlidir) Ay: O Ş M N H T A E K d : 0.81 1.00 1.08 1.20 1.21 1.23 1.14 1.01 0.93 0.78

PENMAN YÖNTEMİYLE POTANSİYEL EVAPOTRANSPİRASYON HESABI 40° Kuzey enleminde, güneş ışınlarını yansıtma katsayısı ortalama 0.30 olan bir havzada 15 Temmuz 1995 günü aşağıdaki bilgiler ölçülmüştür:   Ortalama hava sıcaklığı, T = 30°C: Nisbi nem, Rn = 0.25 Güneşin doğuş ve batış saatleri : 6.00 ve 20.00 Parlak güneşli saatler toplamı : 12 saat Yerden 3 m yüksekte ölçülen rüzgar hızı, W = 2 m/sn Penman yöntemine göre 15 Temmuz 1995 günü havzada oluşan evapotranspirasvon kaybını hesaplayınız.

PENMAN YÖNTEMİYLE POTANSİYEL EVAPOTRANSPİRASYON HESABI ÇÖZÜM: Tablo 1’den T = 30°C için ew = 31.8 mmHg ea = ew . Rn = (31.3) 0.25 = 7.95 mm Hg Tablo 2’den T = 30°C için A = 1.05, B = 17.0 W2 = 2.0 / [ 1.3134 (3/2 - 0.7)0.226 ] = 1.6 m/sn Ea = 0.35(31.8-7.95) [1 +0.55(1.6)) = 15.7 mm/gün S = 12/(20-6) = 0.86 Tablo 3’den Temmuz ayı için R = 16.3 mmH2O  U = [1.05 (2.97) + 0.27 (15.7)] / (1.05 + 0.27) = 5.6 mm/gün T(°C ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ew (mmhg) 4,92 5,29 5,68 6,10 6,54 7,01 7,51 8,04 8,61 9,20 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 9,84 10,52 11,23 11,98 12,78 13,63 14,53 15,46 16,46 17,53 21 22 23 24 25 26 28 30 35 40 18,65 19,82 21,05 22,37 23,75 25,31 28,32 31,80 42,20 55,30 ea= ew Rn

TABLOLAR TABLO 1. Belli sıcaklıktaki havanın doygun buhar basıncı T(°C ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ew (mmhg) 4,92 5,29 5,68 6,10 6,54 7,01 7,51 8,04 8,61 9,20 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 9,84 10,52 11,23 11,98 12,78 13,63 14,53 15,46 16,46 17,53 21 22 23 24 25 26 28 30 35 40 18,65 19,82 21,05 22,37 23,75 25,31 28,32 31,80 42,20 55,30 TABLO 2. Penman formülündeki A ve B nin sıcaklıkla değişimi T (°C ) 10 15 20 25 30 35 40 A : B : 0,35 12,95 0,48 13,85 0,60 14,85 0,89 15,90 1,05 17,00 1,38 18,10 1,64 19,30 TABLO 3. Penman formülünde 400 Kuzey enlemi için R radyasyon değerleri (mm su buharı gün ) AY O Ş M N H T A E K R : 6,0 8,3 11,0 13,9 15,9 16,7 16,3 14,8 12,2 9,3 7,6 5,5