Der Sommer kann für die 189 großen Wasserreservoirs in Texas eine besonders herausfordernde Zeit sein. Da die Temperaturen konstant 100 Grad oder mehr erreichen, steigt die Verdunstungsrate der Stauseen stark an.
Genaue Schätzungen der Verdunstungsrate sind für Wasserressourcenmanager von entscheidender Bedeutung, da Stauseen eine wesentliche Rolle in unseren sozialen und wirtschaftlichen Systemen spielen, indem sie Wasser für den landwirtschaftlichen, kommunalen und industriellen Verbrauch liefern. Stauseen sind außerdem von entscheidender Bedeutung für die Abmilderung der Auswirkungen von Dürren und Überschwemmungen.
A Kürzlich durchgeführte Studie veröffentlicht in Wasserressourcenforschung hebt die Bemühungen der Forscher Dr. Huilin Gao und Dr. Bingjie Zhao von der Texas A&M University sowie Co-Autoren aus mehreren Institutionen, Landes- und Bundesbehörden hervor. Das Forschungsteam hat eine genauere Methode zur Schätzung der täglichen Verdunstungsraten entwickelt.
„Diese Methode wird Entscheidungsprozesse im Zusammenhang mit dem Betrieb von Reservoirs, der Zuteilung von Wasserrechten und der langfristigen Wasserplanung in Texas und darüber hinaus verbessern“, sagte Dr. Nelun Fernando, Manager der Wasserverfügbarkeitsabteilung des Texas Water Development Board (TWDB).
Zhao, Gao und ihr Team entwickelten einen neuen Computeralgorithmus zur Schätzung der täglichen Reservoirverdunstung, der Faktoren berücksichtigt, die von aktuellen Methoden nicht berücksichtigt werden.
„Wenn Sie sich unseren täglichen Verdunstungsalgorithmus ansehen, verwendet er regelmäßige meteorologische Daten wie Wind, Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit, sodass die Berechnung für jedes Reservoir viel einfacher ist“, sagte Gao, Professor an der Zachry-Abteilung für Bau- und Umweltingenieurwesen .
In dem Artikel heißt es: „Langfristige und konsistente Informationen zur Verdunstung von Stauseen werden in der Regel monatlich gemeldet. Genaue Informationen zur täglichen Verdunstung fehlen, sie sind jedoch für die hydrologische wissenschaftliche Forschung und das regionale Wasserressourcenmanagement von entscheidender Bedeutung.“
Die gebräuchlichsten Methoden zur Schätzung der Verdunstung basieren auf Daten von Verdunstungspfannen der Klasse A. Diese Pfannen befinden sich außerhalb des Reservoirs und schätzen die Verdunstung, indem sie Änderungen im Wasserstand der Pfanne messen. Die Daten zur Pfannenverdunstung werden dann unter Verwendung eines Anpassungsfaktors, der als Pfannenkoeffizienten bekannt ist, in Daten zur Reservoirverdunstung umgewandelt.
Da sich Verdunstungspfannen typischerweise entfernt vom Reservoir befinden, berücksichtigen sie nicht die Auswirkungen von Wind, Wassertiefe oder Luft- und Wassertemperaturunterschieden im Reservoir. Dies kann zu ungenauen Messungen führen und Unsicherheit für Wasserressourcenmanager schaffen.
„Die Seen sind viel tiefer als die Verdunstungspfannen, wodurch die Wassertemperaturen sehr unterschiedlich sind“, sagte Zhao. „Das bedeutet, dass die von der Verdunstungspfanne vorhergesagte Verdunstungsrate den tatsächlichen See nicht genau wiedergeben kann.“
Derzeit wurde der tägliche Verdunstungsalgorithmus nur auf Stauseen in Texas angewendet. Die Ergebnisse zeigen eine klare geografische Verteilung und eine starke Saisonalität der Verdunstung in ganz Texas, wobei die höchsten durchschnittlichen Verluste im Juli auftraten. Darüber hinaus zeigen die Daten einen deutlichen Aufwärtstrend der Verdunstungsrate mit einem Anstieg von etwa 1,1 Zoll pro Jahrzehnt.
Gao und Zhao arbeiteten mit dem Desert Research Institute (DRI) zusammen, um eine zu entwickeln Online-Portal Dadurch können Stakeholder Daten nahezu in Echtzeit visualisieren und herunterladen.
Aufgrund des Erfolgs der Algorithmusschätzung für Stauseen in Texas arbeitet das Forschungsteam derzeit an Verdunstungsdaten für alle großen Stauseen im Westen der USA.
Das Papier wurde gemeinsam von Forschern des DRI, der TWDB, der Lower Colorado River Authority (LCRA), des US Army Corps of Engineers (USACE) – Dallas-Fort Worth District und des US Bureau of Reclamation verfasst.
Mehr Informationen:
Bingjie Zhao et al., Entwicklung eines allgemeinen täglichen Seeverdunstungsmodells und Demonstration seiner Anwendung im Bundesstaat Texas, Wasserressourcenforschung (2024). DOI: 10.1029/2023WR036181