Evaporation (1)

1

อทกวทยา (Hydrology)

การระเหยและการคายนา(EVAPORATION AND TRANSPRIRATION)

การระเหยและการคายนา(EVAPORATION AND TRANSPRIRATION)

หนา 2

การสญเสยทางอทกวทยา(Hydrologic Abstractions)

เปนทแนชดวา ปรมาณนาจากอากาศ หรอ นาฝน เมอตกลงสพนโลกแลว จะไหลบาลงสทตาและกลายเปนปรมาณนาทาไหลในแมนา

แตปรมาณนาฝนทตกลงสพนโลกทงหมด อาจไมสามารถเปลยนแปลงเปนปรมาณนาทาได 100%

กระบวนการททาใหเกดการสญหายไปของนาฝนกอนเหลอกลายเปนปรมาณนาทา คอ “การสญเสยทางอทกวทยา”

2

หนา 3

Hydrologic Abstractions

Abstracted

Rainfall

Runoff

หนา 4

การสญเสยทางอทกวทยา(Hydrologic Abstractions)

ปรมาณการสญเสยทางอทกวทยาทสาคญประกอบดวย• การดกของพช (Interception)• การขงตามหลม บอ หรอทลมพนท (Surface storage or

depression storage)• การซมผานผวดน (Infiltration)• การระเหย (Evaporation)• การคายระเหย (Evapotraspiration)

ปรมาณนาฝนทงหมดทตก เมอหกปรมาณการสญเสย เรยกวาปรมาณนาฝนสวนเกน (Rainfall excess) ซงจะมผลตอการเกดปรมาณนาทาตอไป

3

หนา 5

การดกของพช (Interception)

หนา 6

การขงตามหลมตามบอ(Depression storage)

4

หนา 7

ปรมาณนาฝนเมอตกลงสพนดนแลว นาบางสวนจะสญเสยไปจากการซมลงไปในดน

Infiltration คอ การซมผานผวดนของนาลงไปในดน

การซมผานผวดน (Infiltration)

หนา 8

องคประกอบของเนอหา

การระเหย (evaporation) การคายนา (transpiration) การคายนารวมการระเหย (evapotranspiration)

5

หนา 9

การระเหยในวฏจกรของนา

1

2

4

5

3

หนา 10


ในวฏจกรของนา การระเหยสามารถเกดขนไดตลอดเวลาในทกกระบวนการของวฏจกรของนา เชน

• การระเหยทเกดขนขณะทนาจากอากาศกาลงตกลงสพนโลก• การระเหยจากทะเลมหาสมทร• การระเหยจากนาทคางหรอเกบกกดวยตนไมใบหญา• การระเหยจากแหลงนาจด• การระเหยจากดน• การระเหยจากการคายนาของพช

6

หนา 11


ในการศกษาดานอทกวทยา มความจาเปนตองศกษาการระเหยเพอนาไปวเคราะหปรมาณนาฝนสวนเกนทจะตกลงบนพนโลก ทสามารถทาใหเกดปรมาณนาทาได

นกอทกวทยาใชขอมลปรมาณนาฝนทวดไดจากสถานวดนาฝนไปวเคราะหปรมาณนาฝนสวนเกน

อยางไรกตามการวดนาฝนจะวดเหนอพนดนเพยงตามระยะของเครองมอ (ไมกฟต)

หนา 12


ดงนนปรมาณการระเหยในทางอทวทยาจงพจารณาเฉพาะ ปรมาณการระเหยทเกดระหวางสถานตรวจวด ถงพนดน ซงครอบคลมการระเหยตอไปน:

• การระเหยจากนาทคางหรอเกบกกดวยตนไมใบหญา• การระเหยจากพนดน• การคายระเหยและการคายนาของพช• การระเหยจากผวนาจด เชน หนองนา บง และอางเกบนา

การระเหยตอไปนจะไมนามาพจารณา• การระเหยโดยตรงจากเมดฝน ซงเกดขนขณะทนาจากอากาศ

กาลงตกลงสพนโลก• การระเหยจากทะเลมหาสมทร

7

หนา 13


นอกจากการระเหยจะใชในการวเคราะหปรมาณนาฝนสวนเกนเพอประเมนปรมาณนาทาแลว

• บางครงปรมาณการระเหยของนาจะเปนแฟคเตอรทสาคญในการตดสนใจเกยวกบการออกแบบอางเกบนาในพนททรกนดารหรอแหงแลง (arid region)

• การระเหยและการคายนา (การคายระเหย) จะเปนดรรชนบอกถงการเปลยนแปลงหรอการลดความชนในลมนา และเปนแฟคเตอรทสาคญทใชในการคานวณความตองการนาของพชทปลกในโครงการชลประทานตาง ๆ

หนา 14

การระเหย (Evaporation)

กระบวนการระเหยคอ การทนาในสถานะของเหลวเปลยนสถานะกลายเปนไอนา (water vapor)

ทางดานอทกวทยานนการระเหยหมายถง อตราการเปลยนแปลงปรมาณไอนาหรอโมเลกลของนาสทธไปสบรรยากาศ

8

หนา 15

การระเหย (Evaporation)

ในสภาพธรรมชาต บรเวณผวนากบบรรยากาศนนจะมการแลกเปลยนโมเลกลของนาตลอดเวลา

• มทงการระเหย (โมเลกลของนาหลดออกสบรรยากาศ)

• และการกลนตว (โมเลกลของนาจากบรรยากาศกลบคนสผวนา)

การระเหยจะหยดกตอเมออตราการระเหยเทากบการกลนตว

หนา 16

แฟคเตอรควบคมกระบวนการระเหย

อตราการระเหยนาขนอยกบแฟคเตอรทสาคญ 2 ประการคอ

• แฟคเตอรเกยวกบอตนยมหรอสภาพลมฟาอากาศ(Meteorological factors)

• แฟคเตอรเกยวกบลกษณะของผวทมการระเหย(Nature of evaporation surface)

9

หนา 17

solar radiation

evaporation

แฟคเตอรเกยวกบอตนยมวทยา (Meteorological factors)

เนองจากการระเหยของนาเปนกระบวนการแลกเปลยนพลงงาน รงสแสงอาทตย (solar radiation) จงเปนแฟคเตอรทสาคญมากทสดตอการระเหย ซงมการเปลยนแปลงตาม:

• ละตจด • ฤดกาล • เวลาของวน • และสภาพของทองฟา

หนา 18

แฟคเตอรเกยวกบอตนยมวทยา (Meteorological factors)

อตราการระเหยยงขนอยกบแฟคเตอรอน ๆ อกคอ • ความเรวลม • อณหภมของอากาศ • ความดนไอนา • และอาจขนอยกบ

ความดนบรรยากาศอกดวย

10

หนา 19

ขอคด - ทาไมอากาศอมตว

ความรอน• ทาใหโมเลกลของนาเคลอนทเรวจนชนะแรงยดเหนยวหลดส

บรรยากาศ (การระเหย)

อากาศอมตว• เมอโมเลกลของนาเตมความจของอากาศจะกลนตว

การลดอณหภม• อากาศเยนทาใหเกดการควบแนนไดดกวาอากาศรอน

เนองจากโมเลกลของไอนาเยนมพลงงานนอยกวา จงสญเสยความเรวและเปลยนสถานะเปนของเหลวไดงาย

หนา 20

แฟคเตอรเกยวกบลกษณะของผวทมการระเหย(Nature of evaporation surface)

พนผวตาง ๆ ทไดรบนาฝนโดยตรง เชน พนดน พนหญา พนถนน หรออาคาร จะเปนผวทการระเหยมโอกาสเกดขนเตมท เนองจากพนทดงกลาว สามารถรบแสงแดดไดเตมท

อตราการระเหยบนพนผวทมนานน จะมจานวนจากดโดย มคาไมเกนจานวนนาฝนทตองการทาใหผวดงกลาวอมตวดวยนา (ศกยภาพในการรบนาของแตละพนผว)

11

หนา 21

แฟคเตอรเกยวกบลกษณะของผวทมการระเหย(Nature of evaporation surface)

อตราการระเหยจะมคามากในระยะเรมตน

เมอการระเหยเกดขนตอไปเรอย ๆ พนผว (ดน) กจะเรมแหง อตราการระเหยลดลงและอณหภมของดนจะสงขนเพอรกษาการสมดลของพลงงาน

เมอถงระยะเวลาหนง การะเหยกจะหยดเพราะไมมกรรมวธทจะดงนาทอยลกลงไปขนมาสผวดน เพอการระเหยไดอก

หนา 22

เนองจากอางเกบนา มวตถประสงคหลกในการเกบนาในฤดฝนไวใชตลอดป หรอไวใชในฤดแลง

การสญเสยของปรมาณนาไปโดยเปลาประโยชนจงเปนสงทตองพจารณา

การสญเสยจากการระเหยจากผวนามความสาคญมากอยางหนง เนองจากอางเกบนามพนทผวนามาก

ดงนนตองมการคานวณหาอตราการระเหยเพอใหทราบปรมาณนา เพอวางแผนบรหารนา หรอจายนาไดอยางเพยงพอทงป

การคานวณการระเหยจากอางเกบนา

12

หนา 23

อางเกบนา

หนา 24

การวดการระเหยโดยตรงในสนามอาจจะกระทาไดยากหรอเปนไปไมไดเลย ซงไมเหมอนกบการวดระดบนาของแมนา หรอปรมาณนาฝน

ดงนนจงมผเสนอวธการตางๆ ในการคานวณการระเหยจากอางเกบนา ดงน

• หลกดลยภาพของนา (Water Budget Determination)• หลกดลยภาพของพลงงาน (Energy Budget Determination)• วธ Aerodynamic• ใชขอมลถาดวดการระเหยและขอมลอตนยมวทยาทเกยวของ

การคานวณการระเหยจากอางเกบนา

13

การคานวณการระเหยจากอางเกบนาดวยหลกดลยภาพของนา

วธนจะใชหลกการของสมดลของนา (water budget) คอ นาจะไมการสญหาย แตจะมการเปลยนสถานะและเปลยนตาแหนงทอย ขอมลทจาเปนในการวเคราะหซงตองตรวจวดไดจากอางเกบนา (สมมตฐานคอ ขอมลตางๆ วดไดจรง)

• ปรมาตรนาทมอยในอางเกบนา (storage, S) • ปรมาณนาทไหลเขาอาง (surface inflow, I) • ปรมาณนาทไหลออกจากอาง (surface outflow, O) • การรวซมลงไปในดนชนลาง (subsurface seepage, Og )• และปรมาณนาฝน (Precipitation, P)

หนา 25


สมการทใชในการวเคราะหคอสมการตอเนอง

หนา 26

g

g

OOPISE

EOOPIS

OutflowInflowS

)()( gOOPISSE )( 21

Precipitation (P)Evaporation (E)

Seepage (Og)

Inflow (I)

Storage (S)

Outflow (O)

Outflow (O)

S

14


ทฤษฎวธนดเหมอนวาเปนวธทงายมาก แตในทางปฏบต นนจะไมคอยไดคาทเชอถอไดมากนก

การคานวณดวยวธนจะมความถกตองสงเมอ คาตางๆ ในสมการตอเนอง (I, P, Og, O, S) สามารถวดไดโดยตรง

แตในทางปฏบตไมสามารถวดคาตางๆ ไดโดยตรง ดงนนการคานวณดวยวธนจะมความผดพลาดตามไปดวย

หนา 27


ความผดพลาดจากการประเมนคาปรมาณนาฝน• จะไมคอยมปญหามากนก

− ถาพจารณาคาเฉลยความลกนาฝนทสถานตางๆ ทตงอยบนฝงรอบๆ อางเกบนา เปนคาความลกนาฝนทตกลงมาในอางฯ

• แตความผดพลาดยงคงมเนองจาก− ไมมการตดตงสถานวดนาฝนรอบอางโดยตรงเนองจาก

– ทาไดยาก และสนเปลองคาใชจายมาก− แมมการตดตงสถาน แตในกรณทภมประเทศรอบ ๆ อางมลกษณะสงชน

มากเกนไป – การใชขอมลนาฝนเฉลยจากสถานรอบ ๆ อาง อาจคลาดเคลอนได

− ถาพนทผวนาของอางเกบนามขนาดใหญมาก– อาจทาใหลกษณะสภาพอากาศผดแผกจากภมประเทศรอบ ๆ– ปรมาณนาฝนโดยรอบไมสามารถเปนตวแทนฝนตกในอางได

หนา 28

)(P

15


ความผดพลาดจากการประเมนปรมาณนาไหลเขาอางฯ• จะมความถกตองสงถาปรมาณนาไหลเขาอางวดคาได

− ตองมการตงสถานวดนาทาในทกจดทนาไหลเขาอางฯ

• จะมความผดพลาดเมอไมสามารถวดนาไหลเขาอางไดโดยตรง− ตองประเมนโดยใชหลกการทางอทกวทยา ซงกอใหเกดความ

คลาดเคลอนได ซงความคลาดเคลอนขนอยกบ:

– จานวนเปอรเซนตของพนทลมนาทไมมสถานวดนา – ความเชอถอไดของโคงปรมาณนา (rating curve)

หนา 29

)(I


ความผดพลาดจากการวดอตราการรวซม • อตราการรวซมลงไปในดนชนลางจะคานวณจากการวดระดบนา

ใตดนและคา permeability ของดน− ซงมความผดพลาดคอนขางสง

ความผดพลาดจากการวดปรมาณนาไหลออก• ขนอยกบความนาเชอถอของสมการทใชในการคานวณปรมาณ

นาไหลออกทอาคารทางออกตางๆ− Spillway− River outlet

หนา 30

)( gO

)(O

16


ความผดพลาดจากการประเมน คาการเปลยนแปลงปรมาตรเกบกก

• ขนอยกบความถกตองในการเกบขอมลระดบขนลงของนาในอาง

หนา 31

024681012

154

156

158

160

162

164

166

168

0 5 10 15 20 25 30 35 40

พนทผวนา (ตร. กม.)

ระดบ

(ม

.รทก

.)

ปรมาตรเกบกก (ลาน ลบ.ม.)

ปรมาตรเกบกก

พนทผวนา

• จะมความผดพลาดนอย

− ถาหากวาความสมพนธระหวางระดบและพนทผวนา (stage area relationship) นนถกตองเพยงพอ

)( S

การคานวณการระเหยจากอางเกบนาดวยหลกดลยภาพของพลงงาน

วธการใชหลกดลยภาพของพลงงานคานวณหาปรมาณการระเหยกคลายๆ กบการใชหลกดลยภาพของนา

• กลาวคอ ใชสมการตอเนองในรปของพลงงาน • และคานวณหาปรมาณการระเหยจากปรมาณทเหลอเพอรกษา

ดลยภาพหรอการสมดลของพลงงาน

ปจจบนการคานวณปรมาณการระเหยดวยวธน • สวนมากจะใชเฉพาะในงานวจยและไมใชกวางขวางในกรณทวๆ

ไป • นอกเสยจากวาจะมการปรบปรงเครองมอในการวดขอมลให

ทนสมยยงขน

หนา 32

17


สมการสมดลพลงงานมรปแบบดงน

หนา 33

vzehn QQQQQ

Qn คอ รงสสทธจากดวงอาทตย (net radiation) ของทกคลนความถทถกดดเกบ (absorbed) โดยนา

Qh คอ sensible heat ทถายกลบคนสบรรยากาศQe คอ พลงงานทจาเปนตองใชในการระเหยQz คอ จานวนพลงงานทเพมขนและเกบกกโดยนาในอางQv คอ พลงงานสทธท advect ลงไปในนาในอาง

พลงงานสทธของนาไหลเขาและไหลออกจากอางเรยกวา advected energy

ทกเทอมมหนวยเปนคาลอรตอตารางเซนตเมตร


ทาการจดรปสมการพลงงานใหม ทาใหไดสมการการคานวณปรมาณการระเหย (E) ในหนวย เซนตเมตร มดงน

หนา 34

RH

QQQE

v

zvn

1

1000p.

eeTT61.0R

ao

ao

• p คอ ความดนบรรยากาศ (มลลบาร)• Ta คอ อณหภมของบรรยากาศ (องศาเซลเซยส)• ea คอ ความดนไอนาของบรรยากาศ

(มลลบาร)• To คอ อณหภมของผวนา (องศาเซลเซยส)• eo คอ ความดนไอนาทจดอมตวเมออณหภม To

• Hv คอ ปรมาณความรอนทมวลสารดดเขาไปในการเปลยนจากนาเปนไอ (latent heat of vaporization)

• R คอ อตราสวนปรมาณความรอนทสญเสย โดยการนา (conduction) ตอปรมาณความรอนทสญเสยโดยการระเหย ซงเรยกวาอตราสวนโบเวน (Bowen ratio)

• คอ density ของนา

vzehn QQQQQ

18


จากสมการ

พบวา• คาของ Qh นนทาการวดหรอคานวณไดยาก จงนยมใชอตราสวน

โบเวนเพอจะตดเทอม Qh ออกจากสมการพลงงาน• โบเวนไดพบวาคาคงทในสมการ (R) นนมคาอยในชวงระหวาง 0.58

ถง 0.66 − ซงจะขนอยกบความมนคง (stability) ของบรรยากาศ

• และไดสรปวาคา 0.61 นจะใชในกรณทสภาพบรรยากาศปกตทวไป• คา Qn ประมาณไดจากสมการตอไปน

หนา 35

RH

QQQE

v

zvn

1

1000p.

eeTT61.0R

ao

ao

vzehn QQQQQ


จากสมการ

หนา 36

RH

QQQE

v

zvn

1

)TSTSETTQOTPTIT(A1QQ 2211EggopIzv

oararsn QQQQQQ

สมการรงสสทธจากดวงอาทตย

EQOPISS g 12

สมการสมดลนา (Water budjet)

อณหภมของนาในสวนตางๆ

X (คณดวย)

19


คารงสสทธจากดวงอาทตย (Qn) จะตองประมาณใหถกตองมากทสด จากสมการ

• Qs คอ รงสคลนสน (shortwave radiation) จากดวงอาทตยและทองฟาทตกลงบนผวนา

• Qr คอ รงสคลนสนทสะทอนกลบออกไป • Qa คอ รงสคลนยาว (longwave radiation) ทตกหรอปรากฏ ท

ชนบรรยากาศ• Qar คอ รงสคลนยาวทสะทอนกลบออกไป • Qo คอ รงสคลนยาวทถกปลอยออกมา (emitted longwave

radiation)

หนา 37

oararsn QQQQQQ


คาของ energy advection และ storage (เทอม Qv-Qz ในหนวย คาลอร/ตร. ซม.) คานวณจากสมการ

หนา 38

)TSTSETTQOTPTIT(A1QQ 2211EggopIzv

ทก ๆ เทอมในสมการสมดลนา มหนวยเปน ลบ. ซม. เนองจากพลงงาน (คาลอร) ทสะสมตอนาหนกหนงกรมของนา คอ ผลคณของความรอนจาเพาะ (specific heat) และอณหภม ถาใหความหนาแนนของนาและความรอนจาเพาะมคาเทากบ 1 กจะได

EQOPISS g 12

สมการสมดลนา (Water budjet)

อณหภมของนาในสวนตางๆ

X (คณดวย)

),,,,,,( 21 TTTTTTT EgopI

TI, TP …คอ อณหภมในสวนตางๆ (องศาเซลเซยส)A คอ พนผวนาของทะเลสาบหรออางเกบนา (ตร.ซม.)

20


อณหภมของนาฝนจะสมมตเทากบอณหภมกระเปาะเปยก (wet-bulb temperature)

อณหภมของนาทซมลงไปในดนจะสมมตเทากบอณหภมของนาในอางทลกทสดหรอทกนอาง

สวนอณหภมของนาทระเหยจะเปนอณหภมของนาทผวนาในอางนนเอง

หนา 39

การคานวณการระเหยจากอางเกบนาดวยวธ Aerodynamic

การพฒนาสมการแบบ turbulent-transport นนมาจากแนวความคดพนฐานสองวธดวยกนคอ

• การผสมไมตอเนอง (discontinuous) หรอ mixing-length − ซงเกดจากแนวความคดของ Prandtl และ Schmidt

• การผสมแบบตอเนอง (continuous mixing) − ซงเปนแนวคดของ Taylor

ตอจากนนไดมการทบทวนนาเอาวธทงสองนไปใชโดยเรมเตรยมการทดลองลวงหนาททะเลสาบเฮฟเนอร (Hefner) และทะเลสาบมด (Mead)

หนา 40

21


สมการทคดคนขนโดย Sverdrup และ Sutton นาเอาไปตรวจสอบความถกตองททะเลสาบเฮฟเนอร (Hefner) และทะเลสาบมด (Mead)

• สมการใหผลเปนทนาพอใจททะเลสาบเฮฟเนอร

• แตไมถกตองเพยงพอเมอไปใชกบทะเลสาบมด

หนา 41


สมการเอมไพรกลตาง ๆ ทพฒนาขนจะพจารณาการระเหยเปนฟงกชนกบสวนยอย ๆ ของบรรยากาศและจะมแนวทางคลาย ๆ กบวธการ turbulent-transport ในบางสวน ยกตวอยางสมการของ Dalton ทใชคานวณการระเหยดงน

• e0 คอ ความดนไอนาทผวนา ในบางกรณใชคาความดนไอนาทจดอมตว เมออณหภม เทากบอณหภมของอากาศ

• ea คอ ความดนไอนาทจดซงมความสงคงทจากผวนา หรอทจดในอากาศทอยเหนอผวนา

• V คอ ความเรวลมทจดสงคงทจดหนง

หนา 42

bVaeeE ao

22


สตรเอมไพรกบหลายสตรดวยกนทพฒนาขนโดยใชขอมลทรวบรวมจากทะเลสาบเฮฟเนอรอาทเชน

• E คอ ปรมาณการระเหย (นวตอวน)• e คอ ความดนไอนา (นวของปรอท)• V คอ ความเรวลม (ไมลตอวน)• ตวเลข subscripts ตาง ๆ คอ ความสงทอยเหนอผวนา (เมตร)

หนา 43

42

88

42

)(00271.0

)(00241.0

)(00304.0

VeeE

VeeE

VeeE

o

o

o


ถาหากวา• ความดนไอนามหนวยเปนมลลบาร • ความเรวลมมหนวยเปนเมตรตอวนาท • และปรมาณการระเหยมหนวยเปนมลลเมตรตอวน จะได

สมการแรกใหผลการคานวณดทสดททะเลมด และเหตผลประกอบหลายประการจงเชอวาเปนวธทดสาหรบประยกตใชในกรณทวไป

หนา 44

42

88

42

)(109.0

)(097.0

)(122.0

VeeE

VeeE

VeeE

o

o

o

23

หนา 45

คานวณการระเหยโดยใชขอมลจากถาดวดการระเหยและขอมลอตนยมวทยาตางๆ

ถาดวดการระเหย (pan evaporation) • เปนเครองมอวดการระเหยทนยมใชกนมากทสดในปจจบน • ขอมลทไดจากถาดวดการระเหยจะนาไปใชงานออกแบบ

ทางดานอทกวทยาและการจดการโครงการพฒนาแหลงนาตางๆ

ถงแมวาถาดวดการระเหย ยงเปนทวพากษวจารณ เกยวกบความถกตองทาง ดาน theoretical groundsกตาม

หนา 46


อตราการระเหยจากถาดวดการระเหย ขนอยกบ• ขนาด

− โดยทวไปการระเหยจากถาดขนาดใหญจะมากกวาจากถาดขนาดเลกอยางเหนไดชด – ถาความชนสมพทธของอากาศตา

− ความแตกตางระหวางอตราการระเหยจากถาดทมขนาดไมเทากนจะลดนอยลง– แตถามความชนสมพทธของอากาศเพมขน – ถาในบรเวณรอบ ๆ ถาดวดการระเหยมการปลกตนไม จะควบคมใหมความชนสมพนธคอนขางสงอยเสมอ

24

หนา 47


อตราการระเหยจากถาดวดการระเหย ขนอยกบ• ส

− เนองจากสดาจะดดพลงงานความรอนไวไดมากกวาสออน − ดงนนการระเหย จากถาดทมสดาจะมากกวาการระเหยจากถาดขนาด

เดยวกนแตมสออนกวา

• วสดทใชทาถาด− การระเหยจากถาดททาดวยทองแดงจะมากกวาถาดททาดวย

อะลมเนยม

หนา 48


อตราการระเหยจากถาดวดการระเหย ขนอยกบ• ระดบนาในถาด

− ถาดทมระดบนาอยตากวาจะมการระเหยมากกวาถาดทนาลก

– ทงนเพราะผวนาของถาดทมระดบนาตากวาจะไดรบความกระทบกระเทอนจากความปนปวนของลมทพดผานมากกวา

– นอกจากนนขอบของถาดยงมอณหภมสง เนองจากทผวทสมผสกบแสงแดดและบรรยากาศมากกวา อณหภมของนาในถาดทมนาตนจะสงกวา

− ถงอยางไรกตาม การเปลยนแปลงระดบนาในถาดนนจะมผลตออตราการระเหยของถาดทวางอยบนดนหรออยเหนอผวดนมากกวาถาดทฝงไวในดน

25

หนา 49

ชนดของถาดวดการระเหย

ถาดวดระเหย อาจแบงออกไดเปน 3 ชนด คอ

• ชนดฝงดน (sunken pan) • ชนดลอยอยเหนอนา (floating pan) • ชนดอยบนผวดน (surface pan)

หนา 50

ชนดฝงดน (sunken pan)

ขอด• สามารถขจดอปสรรคอนเกดจาก boundary effect อาทเชน

− รงสแสงอาทตยทกระทบและสะสมทผนงถาด− การแลกเปลยนความรอนระหวางบรรยากาศกบตวถาด

ขอเสย• มโอกาสทขยะมลฝอยจะลงไปในถาดทาใหลดอตราการระเหยลง

ได • การตดตงโดยการฝงลงไปในดนทาไดยาก • การลางหรอซอมแซม และการตรวจพบการรว ทาไดยาก• หญาและวชพช เปนอปสรรคตอความละเอยดถกตอง• การแลกเปลยนความรอนระหวางถาดกบดน

26

หนา 51

ชนดลอยอยเหนอนา (floating pan)

ขอด• คาการระเหยจากถาดวดการระเหยทลอยอยในอางเกบนานนจะ

ใกลเคยงกบปรมาณการระเหยจากอางเกบนาจรง ๆ มากกวาปรมาณการระเหยทวดจากถาดทวางอยบนดนรอบ ๆ อาง

ขอเสย• จะมปญหาเกยวกบ boundary effect มาก • ทาการวดยากมาก เพราะจะตองใชเรอ • การวดจะมอปสรรคถาหากผวนาปนปวนมคลนมาก • การตดตงและการบารงรกษาจะแพงกวาถาดวดระเหยประเภทอน

ปจจบนไมนยมใชถาดชนดน

หนา 52

ชนดอยบนผวดน (surface pan)

ถาดวดการระเหยชนดทวางบนผวดนหรอวางเหนอระดบผวดนเลกนอย ขอด

• ประหยดและงายในการตดตง • การใชงานและการบารงรกษาสะดวกกวาวธอน

ขอเสย• เกดการสะสมรงสแสงแดดของผนงถาดและเกดการแลกเปลยน

พลงงานความรอนระหวางถาดกบบรรยากาศมากกวาแบบฝงดน การปองกนทจะทาไดกคอ การเคลอบผนงถาดดวยฉนวน

27

หนา 53


ถาดวดการระเหยทนยมใชกนแพรหลายและเปนทยอมรบขององคการอตนยมโลกกคอ

• U.S. Weather Bureau Class A Pan

• หรอเรยกสน ๆ วา Class A Pan

หนา 54

ถาด Class A Pan

ถาดวดการระเหยประเภท Class A Pan กจดอยในถาดชนดอยบนดน• ทาดวยเหลกอาบสงกะสหรอโลหะททนตอการผกรอน• เสนผาศนยกลาง 4 ฟต ลก 10 นว • วางบนแผงไมตะแกรง• กนถาดอยเหนอระดบดนเดมประมาณ 4 นว

0.20 m

• นาทใสลงในถาดจะลกประมาณ 8 นว • เมอนาระเหยไปจนความลกของนาเหลอเพยง 7 นว กจะตองเตมนาใหมใหมความลก 8 นว อยางเดม

28

หนา 55

ถาด Class A Pan

ปกตจะการวดการระเหยทกวน

หนวยการวด - ความลกของนาทระเหยไป

โดยใชของอ (hook gage) วดระดบนาใน stilling well

ความลกของการระเหยทวดไดตองมการปรบ

โดยพจารณาความลกของนาฝนทตกและวดไดจากเครองวดนาฝนซงโดยมากจะตดตงควบคกบถาดวดการระเหยอยแลว

หนา 56


นอกจาก Class A Pan แลวยงมถาดวดการระเหยชนดอนอกมาก

การใชถาดวดการระเหยควรจะใชแบบมาตรฐานและประเภทเดยวกน เพอสะดวกในการเปรยบเทยบขอมลการระเหยทวดไดในทตาง ๆ กน

นอกจากนนยงทาใหการเปรยบเทยบคาสมประสทธของถาดมความหมายดยงขน

29

หนา 57

การปรมาณความสมพนธระหวางการระเหยจากถาดและแฟคเตอรเกยวกบอตนยม

วตถประสงคของการหาความสมพนธดงกลาวกคอ• เพอเพมความรเกยวกบการระเหย• เพอนาไปใชคานวณหาขอมลทขาดหายไป• เพอนาไปคานวณหาขอมลของสถานทไมไดทาการวดโดยถาดวดการระเหย• เพอใชในการทดสอบขอมลทไดมาวามความเชอถอและใชเปนตวแทนไดมากนอยเพยงไร• เพอชวยในการศกษาหาความสมพนธระหวางปรมาณการระเหยของนาในอางเกบนาหรอทะเลสาบกบปรมาณการระเหยจากถาดวดการระเหย

หนา 58

ปรมาณการระเหยจากถาดและแฟคเตอรเกยวกบอตนยม

ปรมาณการระเหยจากถาดสามารถคานวณไดจากสตรเอมไพรกลของเพนแมน (Penman) ดงน

an EQE

1 คอ คาความลาดชนของเสนตรงทได

จากการพลอตความดนไอนาอมตวกบอณหภม ทจดอณหภมอากาศเทากบ Ta

bVaeeE ao Ea คอ ปรมาณการระเหยจากอางทคานวณไดจากโดยสมมตใหอณหภมทผวนา To = Ta

Qn คอ รงสสทธจากดวงอาทตย ซงมหนวยเหมอนกบปรมาณการระเหย

เปนคาคงทในสมการโบเวน หรอคานวณไดจากสตรao

ao

ee

TTR

30

หนา 59

ปรมาณการระเหยจากถาดและแฟคเตอรเกยวกบอตนยม

เพนแมนไดประยกตสมการทเสนอ ไปใชกบขอมลหลายสถานทวประเทศสหรฐอเมรกา

และทาการสรางรปกราฟแสดงความสมพนธตาง ๆ ทใช ในการประมาณคาการระเหยจากถาดวดการระเหย

หนา 60

ข นตอนการคานวณการระเหยจากถาดดวยวธเพนแมน

หาคา Ea จากรปซาย-บน

อณหภมอากาศเฉลย

Ea

เมอทราบคา• อณหภมของอากาศ • อณหภมจดนาคาง• และความเรวลม

31

หนา 61

ข นตอนการคานวณการระเหยจากถาดดวยวธเพนแมน

คานวณหาปรมาณการระเหย E จากกราฟรปใหญ

อณหภมอาก

าศเฉลย

ปรมาณการระเหยจากถาด (E)

เมอทราบขอมลรายวนดงน

• อณหภมของอากาศเฉลย• รงสแสงอาทตย • คา Ea

หนา 62

สมประสทธถาดวดการระเหย (Pan Coefficient)

วธดลยภาพของนาดลยภาพของพลงงานและแอโรไดนามกสเปนการคานวณหาปรมาณการระเหยจากทะเลสาบหรออางเกบนาโดยตรง

• แตเนองจากวามความยงยากและตองใชขอมลมากจงไมเปนทนยมใชในการออกแบบทางอทกวทยาตาง ๆ

การวดการระเหยดวยถาดวดการระเหยไมคอยยงยากหรอสนเปลองคาใชจายมากนก

• จงเปนทนยมในการนาขอมลทไดจากถาดวดการระเหยไปใช ประมาณหาคาปรมาณการระเหยจากอางเกบนา• โดยการคณคาการระเหยทวดไดจากถาด (Epan) ดวยสมประสทธของถาด (pan coefficient, Kpan)

panpanEKE

32

หนา 63

คาสมประสทธของถาดวดการระเหยแบบ Class A pan จากแหลงตางๆ

สถานท ชวงปของขอมล

ชวงเดอนของป

สมประสทธ Class A Pan

Davis, Calif., USA 1966-69 รายป 0.72

Denver, Colo., USA 1915-16 รายป 0.67

Felt Lake, Calif., USA 1955 รายป 0.77

Ft. Collins, Colo., USA 1926-28 เม.ย.-พ.ย. 0.70

Fullerton, Calif., USA 1936-39 รายป 0.77

Lake Colorado, City, Tex., USA 1954-55 รายป 0.72

Lake El Sinore, Calif., USA 1939-41 รายป 0.77

Lake Hefner, Calif., USA 1950-51 รายป 0.69

Lake Mead, Ariz-Nev, USA 1966-69 รายป 0.66

Lake Okeechobee, Tex., USA 1940-46 รายป 0.81

Red Bluff Res., Tex., USA 1939-47 รายป 0.68

หนา 64

คาสมประสทธของถาดวดการระเหยแบบ Class A pan จากแหลงตางๆ (ตอ)

สถานท ชวงปของขอมล

ชวงเดอนของป

สมประสทธ Class A Pan

Salton Sea, Calif., USA 1967-69 รายป 0.64

Silver Hill, Md., USA 1955-60 รายป 0.74

Sterling, Va., USA 1965-68 เม.ย.-พ.ย. 0.69

India (Poona) 1965-68 เม.ย.-พ.ย. 0.69

Israel (Lod Airport) 1954-60 รายป 0.74

Sudan (Khartoum) 1960-61 รายป 0.65

U.K. (London) 1956-62 รายป 0.70

U.S.S.R. (Dobovka) 1957-59 พ.ค.-ต.ค. 0.64

1962-67 พ.ค.-ต.ค. 0.64

U.S.S.R. (Valdai) 1949-53 พ.ค.-ก.ย. 0.82

1958-63 พ.ค.-ก.ย. 0.67

33

หนา 65

คาสมประสทธของถาดวดการระเหยจากแหลงตางๆ (ตอ)

จากตวอยางคาสมประสทธของถาดชนด Class A Pan จากแหลงตาง ๆ ทวโลกตามตาราง

โดยทวไปแลวคาสมประสทธของถาดวดการระเหยชนดนจะมคาประมาณ 0.70

ดงน นคา Kpan = 0.7 จงเปนทนยมใชกนแพรหลายในการคานวณปรมาณการระเหยจากอางเกบนา

หนา 66

การคายนา (Transpiration)

ปรมาณนาทงหมดทพชดดผานทางรากเขาไป มเพยงสวนนอยทยงคงอยในเนอเยอของพช นาสวนใหญจะถกพชคายออกมาในรปของไอนาในบรรยากาศ โดยผานทางรพรนเลกๆ ตามผวใบเรยกวา stomata (ปากใบ) กรรมวธดงกลาว เรยกวา การคายนา

34

การคายนา (Transpiration)

การคายนาเปนกระบวนการทมความสาคญ• เพราะเปนสวนหนงของวฎจกรของนา

ในทางปฏบตและมกถกนาไปใชในการศกษาเกยวกบดลยภาพของลมนา (สมดลนา)

• โดยจะพจารณาการคายนา (Transpiration) รวมเขากบการระเหย (Evaporation)

• เรยกวา การคายนารวมการระเหย (การคายระเหย - Evapotranspiration)

ถงอยางไรกตามจาเปนตองศกษาแตละกรรมวธใหเปนทเขาใจ กอนทจะศกษาเกยวกบการคายระเหยตอไป

หนา 67

หนา 68

กระบวนการคายนาเกดขนไดอยางไร ?

ความแตกตางของคาศกยของนา (water potential) ระหวางนาหลอเลยงทอยในเซลลของรากพชและนาทอยในดนบรเวณรากพชทาใหเกด osmotic pressure ซงนาในดนจะเคลอนตวผานเนอเยอของรากเขาไปในเซลลของรากพช และเคลอนตวตอไปยงใบดวยกระบวนการลาเลยงนา

35

หนา 69


นาทเคลอนทมายงใบน• จะเขาไปอยในชองวาง

ระหวางเซลล (intercellular space)

• ทอยภายในใบ นาในใบจะเคลอนตวตอไปสอากาศ ซงมศกยของนาตากวา

• ผานรสโตเมตา (ปากใบ)• ซงเรยกกระบวนการนวา “การคายนา”

หนา 70


อตราสวนทนาคายออกไปตอจานวนนาทใชในการสงเคราะหแสง

• นนสงมากถง 800 เทา หรอมากกวา

ในขณะทปากใบเปด อากาศจะเคลอนตวเขาสใบทางปากใบ

36

หนา 71


คลอโรพลาสท (chloroplasts) ทอยภายในใบ

• จะใชพลงงานแสง• เพอทาใหเกดปฏกรยาทางเคมระหวาง CO2 จากอากาศและนา (H2O) ทอยในเซลล

เพอทาใหเกดคารโบรไฮเดรทสาหรบการเจรญเตบโตของพช เรยกกระบวนการนวา “การสงเคราะหแสง”

หนา 72

กลไกการปดเปดของปากใบ

การปดเปดของปากใบควบคมโดยความเตงของเซลลคม (guard cell) ซงจะตอบสนองตอ

• แสง ปรมาณ CO2 และปรมาณนาทพชไดรบ

ปากใบจะเปดเมอ• ตองการระบายนาออกจากใบ และตองการรบ CO2

• โดยทวไปปากใบจะเปดในเวลากลางวน

ปากใบจะปดเมอ• มการเหยว เพอลดการสญเสยนา

• ไมตองการรบ CO2 เพม

37

หนา 73

แฟคเตอรทมอทธพลตอการคายนา

อณหภม• เนองจากอณหภมมผลตอความดนไอ

− อณหภมสงเพมขน จะทาใหความดนไอตาลง (ระเหยไดด)

• โดยทวไปแลวเมออณหภมเพมมากขนปากใบจะเปดมากขนและเปดนานเทาทไมมขอจากดเรองนา

• การเจรญเตบโตของพชโดยปกตจะหยดเมออณหภมลดลงใกล 40 องศาฟาเรนไอท (4 องศาเซลเซยส) และทจดนการคายนาจะเกดขนนอยมาก

หนา 74


แสง• แสงเปนปจจยทสาคญ

ตอการสงเคราะหแสงและการคายนา

• แสงมผลโดยตรงตอการควบคมการปดเปดของปากใบ

• แสงทาใหอณหภมของอากาศสงขน

• ทาใหการระเหยของไอนาเกดไดดข น

38

หนา 75


ความชนของอากาศ• การคายนามความสมพนธกบความตางระดบของความดนไอ

(vapor pressure gradient = ∆VP) ระหวางอากาศและใบ − คาความดนไอนจะผนแปรตามความชนสมพทธ

• ในสภาพทภายในใบอมตวดวยนา (ความดนไอสง) และอากาศภายนอกมความชนสมพทธระหวางตา (ความดนไอตา) − จงเกดการแพรของไอนาจากใบออกสภายนอก − ทาใหมการคายนาเพมขน

• ในสภาพอากาศทมความชนสมพทธสงกวา− จะมการคายนาลดลง

หนา 76


ปรมาณนาหรอความชนในดน• เมอปรมาณนาในดนลดลง การดดนาของรากกจะลดลง จะทาให

เซลลคมเหยวได ปากใบกจะปดและทาใหการคายนาลดลง• นกวเคราะหบางทานเชอวาการคายนาไมขนกบปรมาณความชน

ในดนจนกวาจานวนความชนจะลดลงถงจดอบเฉาหรอเรยกวา wilting point

• แตบางทานสมมตวาการคายนาจะเปนสดสวนกบจานวนความชนทยงคงอยในดนและพชสามารถนาไปใชได − ปรมาณความชนสงสดทพชสามารถนาไปใชไดหรอเรยกวา available

water = ความแตกตางของปรมาณความชนในดนระหวางจด field capacity และจด wilting point

39

หนา 77


ชนดของพช• อตราการคายนาจะไมขนอยกบชนดของพชกตอเมอ

− มนาในดนเพยงพอและผวดนปกคลมไปดวยหญา − เนองจากการสงเคราะหแสงขนอยกบรงสดวงอาทตยทไดรบ − ดงนนประมาณ 95 เปอรเซนต ของการคายนาในแตละวนจะเกดขนใน

ระหวางชวโมงตอนกลางวน

• ชนดของพชจะเปนแฟคเตอรสาคญตออตราการคายนากตอเมอ− ความชนในดนมจานวนจากด− กลาวคอเมอดนชนบนแหงพชชนดทมรากตนจะไมสามารถดดความชนไป

ใชไดและจะอบเฉา − ในขณะทพชชนดทมรากยาวจงสามารถดดนาไดและสามารถคายนาตอไป

ไดอกจนความชนในดนทชนลก ๆ ลงไปลดลงถงจดอบเฉา (wilting point)

การวดปรมาณการคายนา (Measurement of Transpiration)

เนองจากไมสามารถทจะทาการวดปรมาณการคายนาในพนทจานวนหนงในธรรมชาตได การคานวณหรอวดปรมาณการคายนาจะจากดเฉพาะเกยวกบตวอยางเลกๆ หรอพชไมกตนในหองทดลองเทานน การวดปรมาณการคายนาในหองทดลองอาจกระทาไดดงน

• นากระถางทปลกพชนในภาชนะทปดทกดานไมใหไอนาภายในหนออกไปหรอไมใหนาจากภายนอกเขามาได

• เมอทงไวระยะหนงกทาการวดปรมาณไอนาทเพมขนภายในภาชนะ

• จานวนไอนาทเพมขนในภาชนะดงกลาวกคอปรมาณไอนาทเกดจากการคายนานนเอง

หนา 78

40

การวดปรมาณการคายนา (Measurement of Transpiration)

การวดปรมาณการคายนาสวนมากใชเครองมอทเรยกวา phytometer ซงประกอบดวย

• ภาชนะบรรจดน• ทาการปลกพชในภาชนะน • ทาการปกคลมดนเพอไมใหความชนในดนทหายไป

หนา 79

หนา 80

การคายระเหย (Evapotranspiration)

ในการศกษาการสมดลทางดานอทกวทยาของลมนาโดยทวไป จะพจารณาการคายนารวมกบการระเหย (ดน + แหลงนา) เปนแฟคเตอรเดยวกน เพอคดเปนปรมาณการระเหยทงหมด สาหรบปรมาณคายนารวมกบการระเหยน เรยกสนๆวา การคายระเหย (Evapotranspiration)

41

หนา 81


ในทางวชาการ การคายระเหยนนจะตางกบการใชนาของพช (consumptive use)

• เนองจากการใชนาของพช = การระเหยทงหมด + การคายนาของพช + ปรมาณนาทใชในการสรางเนอเยอของพชโดยตรง

แตในทางปฏบตแลวความแตกตางกนนแทบไมมความหมายเมอเปรยบเทยบกบความคลาดเคลอนอนเกดจากการวด ดงนนโดยปกตจะพจารณา การคายระเหยและการใชนาของพชเปนเทอมเดยวกน

หนา 82


การวเคราะหคาการใชนาของพช สาหรบใชในการออกแบบระบบการชลประทาน จะมความสมพนธกบ:

• คาการคายระเหยสงสด (potential evapotranspiration, PET)− หมายถง การคายนา รวมการระเหยทเกดขนในกรณทความชนในดนม

ใหกบพชเตมทตลอดเวลา

เมอนาในดนถกใชไปทาใหความชนลดลงเรอยๆ การคายระเหยทเกดขน เรยกวา การคายระเหยจรง (actual evapotranspiration, AET)

• AET มคาตากวา PET• AET จะมคาลดตาลงเรอยๆ จนกระทงถงจดอบเฉา การคาย

ระเหยกจะหยด

42

หนา 83

ความสมพนธระหวาง AET/PET

หนา 84

การผนแปรของคา PET ตามอายพช

ความสมพนธระหวางเปอรเซนตการคายระเหยสงสดและเปอรเซนตเวลาการเจรญเตบโตของพช สาหรบพชทงอกจากเมลด เจรญเตบโตเตมทและตายภายในฤดการปลก เชน ขาวโพด ขาวฟาง และพชประเภทถว เปนตน

43

หนา 85


การวดหรอการประมาณหาคา AET และ PET กระทาได หลายวธดวยกน

• แตไมมวธใดวธหนงโดยเฉพาะทสามารถนาไปใชไดดในทกๆ วตถประสงค

ในการปฏบตจรง ตองเลอกวธวเคราะหทเหมาะสมกบวตถประสงคของการศกษาวาตองการขอมลการคายระเหยลกษณะใด

• บางกรณตองการใชคาการคายระเหยเฉลยทงลมนา• แตในบางกรณอาจจะสนใจเฉพาะการใชของพชบางชนดในลม

นา เปนตน

การคานวณการคายระเหยเฉลยท งลมนาดวยวธดลยภาพของนา

สมการทใชในการวเคราะหคอสมการตอเนอง

หนา 86

)()( ETOOPIS

OutflowInflowS

g

pirationEvapotransET

OOPISSET g

)( 21

สมมตวา คา s, ปรมาณนาไหลเขา (I, P) และปรมาณการไหลออกจากลมนา (O, Og)สามารถวดได

(P)

(S)

(Og)

(O)

(ET)

44

หนา 87


ความเชอถอไดในการใชหลกดลยภาพของนาคานวณหาการคายระเหยเฉลยทวลมนข นอยกบชวงเวลาทพจารณา

ตามหลกการแลวการคายระเหยเฉลยรายป• สามารถคานวณอยางเชอถอไดจากผลตางระหวางปรมาณ

นาฝนและนาทาในชวงระยะเวลานานๆ • ทงนเพราะการเปลยนแปลง storage ในชวงระยะเวลานานๆ

หลายปทพจารณาจะไมแตกตางกนมากนก

หนา 88


ความคลาดเคลอนทอาจจะเกดขนไดอาจเนองมาจาก• มขอมลนาฝนและนาทาไมเพยงพอ• หรออาจเกดจากปรมาณนาทไหลเขาและไหลออกจากลมนา

ภายใตผวดน

ดงนนเพอใหคาถกตองยงขน• จงควรมการวดหรอประมาณคาความชนในดน • นาใตดนและ storage ทผวดน • เพอใชประกอบการคานวณการคายระเหยของลมนาดวย

45

หนา 89


ตวอยางการนาวธน ไปใชหาคาการคายระเหยจากลมนาในชวงเวลาสนๆ

6.20”

หนา 90


พจารณาชวงวนท 21 – 29 มถนายน• กาหนดใหชวงเวลานดนมความชนเกอบถงขนอมตว

gOOP

ISSET

)( 21

• I, Og, และ S = 0

OPET

ET = 4.60 – 2.37= 2.23 นว/ 8 วน= 0.28 นว/วน

46

หนา 91


ความผดพลาดในการวเคราะหในชวงเวลาสนๆ จะมมาก เพอเพมความถกตองในการคานวณ

• การคานวณควรพจารณาตลอดไปจนถงวนท 16 กรกฎาคม • คาการคายนารวมการระเหยเฉลยคานวณไดเทากบ 0.23 นวตอ

วน= (4.6+3.14+4.15)-(2.37+1.6+3.01) = 4.91 นว /21 วน

ผลการวเคราะหจะมความถกตองมากกวา• วธนควรนาไปใชกบลมนาทความลกจากผวดนไปยงนาใตดนมคา

นอย• และปรมาณฝนทตกลงเฉลยสมาเสมอ ตลอดทงป

การคานวณการคายระเหยดวยวธ Field –Plot

เนองจากการใชวธดลยภาพของนาจะมปญหาในเรองการวดคาการซมของนาลงดน

• เนองจากระดบนาใตดนมการเปลยนแปลงตลอดเวลา • จงสงผลใหนาซมลงดนมการเปลนแปลงดวยเชนกน

วธนเปนการประยกตวธดลยภาพของพลงงานมาใช • เกยวของกบความรอนทเกบไวในนา • จงตองมการหาระดบผวดน เนองจากสงผลถงระดบนาใตดนดวย

หนา 92

47

การคานวณการคายระเหยดวยวธ Field –Plot

วธนสามารถนาไปใชคานวณการคายระเหยของพช และสามารถดดแปลงไปใชกบพชทปลกในพนททสภาพอากาศแหงแลงได การวดปรมาณนาชลประทานทเตมเขาไปในแปลงเพอรกษาความชนในดนใหอยทจด field capacity ตลอดเวลา

• จะลดความคลาดเคลอนอนเกดจากนาทระเหยดวยการซมลงไปในดนชนลางหรอออกจากบรเวณเขตรากพช

วธนจะใหความรเกยวกบการคายระเหยมากยงขน

หนา 93

การคานวณการคายระเหยดวยวธไลซมเตอร

การวดการคายระเหยอาจกระทาดวยการใชภาชนะขนาดใหญบรรจดนซงมชอเรยกตาง ๆ กน

• เชน tanks, evapotranspirometers และ lysimeters

Tanks และ evapotranspirometers• เปนถงสาหรบใสดนทมกนผนกปองกนไมใหนาผานเขาออก

ไลซมเตอร• เปนถงทกนเปนแบบยอมใหนาซมผานเขาออกได • ทงนเพอปองกนความดนเปนลบทกนถงดานใน • การคายระเหยคานวณจากการรกษาสภาพสมดลของนาในถง

หนา 94

48

lysimeters

หนา 95

หนา 96

การคานวณการคายระเหยสงสดจากขอมลอตนยมวทยา

ในบางครงการวดหรอคานวณการคายระเหยโดยตรงทาไมได

• จงมผเสนอสมการ สาหรบคานวณการคายระเหยจากขอมลอตนยมวทยาททาการวดได

• สตรหรอสมการเหลานมทงสตรงาย ๆ ใชขอมลอตนยมไมกอยาง จนกระทงสตรทยากและใชขอมลอตนยมวทยาหลายอยางในการคานวณ

ในทนจะกลาวเปนตวอยางเฉพาะสตรของ Blaney –Criddle และของ Penman เทานน

49

หนา 97

สมการตางๆ ทใชในการคานวณการคายระเหย

ชอสมการ ขอมลอตนยมทใชในการคานวน

1. สมการทใชขอมลอณหภมเฉลยรายวนของอากาศ

Lowry-Johnson อณหภมในฤดการปลก

Thornthwaite อณหภม

Blaney- Criddle อณหภม เปอรเซนตแสงแดด สมประสทธของพช

2. สมการทใชขอมลอณหภมเฉลยรายวนของอากาศและรงสแสงอาทตย

Jensen- Haise อณหภม รงสแสงอาทตย

Turc อณหภม รงสแสงอาทตย

Grassi อณหภม รงสแสงอาทตย สมประสทธของพช

Stephens-Stewart อณหภม รงสแสงอาทตย

Makkink อณหภม รงสแสงอาทตย

หนา 98

สมการตางๆ ทใชในการคานวณการคายระเหย

ชอสมการ ขอมลอตนยมทใชในการคานวน3. สมการทใชขอมลอณหภมเฉลยรายวนของอากาศและความชน

Blaney-Morin อณหภม เปอรเซนตแสงแดด ความชนสมพทธ สมประสทธของพช

Hamon อณหภม ความชนทงหมดเปอรเซนตแสงแดด

Hargreaves อณหภม ความชนทงหมดเปอรเซนตแสงแดดสมประสทธของพช

Papadakis อณหภม ความดนไอนาอมตวทอณหภมเฉลยรายวนและ อณหภมตาสดรายวน

4. สมการซบซอน (complex equation)Penman อณหภม รงสแสงอาทตย ความเรวลม ความชน

Christainsen อณหภม รงสแสงอาทตย ความเรวลม ความชนสมพทธ เปอรเซนตแสงแดด ระดบพนท สมประสทธของพช

Van Bavel อณหภม รงสแสงอาทตย ความเรวลม ความชนสมพทธ

50

หนา 99

การคานวณการคายระเหยดวยวธ Blaney-Criddle

ในป ค.ศ. 1942 Blaney และ Morin ไดเสนอสมการสาหรบใชคานวณปรมาณการใชนาของพช โดยใชขอมลพนฐานคอ:

• อณหภม ความชนสมพทธ และความยาวของชวโมงกลางวน

แตเนองจากวาในสมยนนมการวดความชนสมพทธกนนอยมาก ในปค.ศ. 1950 Blandy และ Criddle

• จงไดดดแปลงสตรดงกลาวเสยใหม• โดยตดเอาความชนสมพทธออกจากสตรเดม • สตรนภายหลงรจกกนดกวาสตร Blaney และ Criddle

หนา 100

วธ Blaney-Criddle

สมการทใชในการวเคราะหคอ

• U คอ ปรมาณการใชนาของพชตลอดฤดกาลเพาะปลก (นว)• K คอ สมประสทธของพชและความยาวของฤดกาลเพาะปลก

(ดตาราง ข-1)• F คอ แฟคเตอรของการใชนาของพช

เทากบผลรวมของผลคณระหวางอณหภมเฉลย (องศาฟาเรนไฮท) กบเปอรเซนตของชวโมงกลางวนตลอดฤดกาลเพาะปลกในแตละป

• t คอ อณหภมเฉลย (องศาฟาเรนไฮท)• p คอ เปอรเซนตของชวโมงกลางวนของฤดกาลเพาะปลก

100

.ptKKFPETU

51

คาสมประสทธของพชทใชในสตร Blaney-Criddle

หนา 101

หนา 102

วธ Blaney-Criddle

ถาเปนการหาปรมาณการใชนาของพชประจาเดอน นยมใช อกษรตวเลกแทน คอ

• u คอ ปรมาณการใชนารายเดอนของพช (นว)• k คอ สมประสทธของพชเปนรายเดอน• t คอ อณหภมเฉลยประจาเดอน (องศาฟาเรนไฮท)• p คอ เปอรเซนตของชวโมงกลางวนของแตละเดอน

(ดตาราง ข-2)

100

...

ptkfku

52

เปอรเซนตช วโมงกลางวนสาหรบละตจด 0 ถง 55 องศาเหนอ

หนา 103

ตวอยาง

จงหาปรมาณการใชนาตลอดฤดกาลเพาะปลกของขาวโพด• ซงมอายเกบเกยว 4 เดอน• เรมปลกตงแตเดอนพฤษภาคม และเกบเกยวเดอนสงหาคม • พนทเพาะปลกอยทละตจด 15 องศาเหนอ • อณหภมเฉลยในเดอนพฤษภาคม ถงเดอนสงหาคม มตามลาดบ

ดงน 30.6 29.6 28.9 และ 28.7 องศาเซลเซยส

จากตาราง ข-2 จะหาคา P ได • เมอทราบวาละตจดเทากบ 15 องศาเหนอ

จาก ตาราง ข-1 คาสมประสทธของพช K ตลอดฤดการเพาะปลก (4 เดอน) ของขาวโพดเทากบ 0.75

หนา 104

53

ตวอยาง

หนา 105

เดอน อณหภม (oC) อณหภม (oF) P

พฤษภาคม 30.6 87.1 8.98 7.84

มถนายน 29.6 85.3 8.81 7.51

กรกฎาคม 28.9 84.0 9.04 7.59

สงหาคม 28.7 83.7 8.83 7.39

30.31

)31.30(75.0100

.

pt

KU

100p.t

ดงนนตลอดฤดเพาะปลกขาวโพดจะใชนา 22.73 นว= 22.73 นว

หนา 106

การคานวณการคายระเหย - Penman Method

Penman ไดเสนอสตรซงไดรวมเอาพลงงานทกอใหเกดการระเหยไวดวยกน

พลงงานดงกลาวคอ• พลงงานทไดรบจากดวงอาทตย• และพลงงานทเกดจากการเคลอนทของลมสตร

54

หนา 107

Penman Method

an

an

an

Ew1wQ

E1QPET

หรอ

EQ1PET

PET คอ การคายนารวมการระเหยสงสด (มม./วน)Ea คอ การระเหยของนาเนองจากการเคลอนทของลม (มม./วน) คอ ความลาดชนของกราฟแสดงความสมพนธระหวางความดนไอนาอมตว

กบอณหภมทอณหภมเฉลยของอากาศ (มม.ของปรอทตอองศาเซลเซยส) คอ psychrometric constantQn คอ รงสสทธจากดวงอาทตย (ความลกของนาทระเหย มม./วน)w คอ คา weighting factor (ตาราง ข-5)

หนา 108

Penman Method

Nn90.019.0e0797.056.0T

Nn55.018.0r1QQ

d4

An

ในกรณทไมมการวดรงสสทธจากอาทตย หาไดจากสตร

55

หนา 109

Penman Method

QA คอ Angot’s value หรอเปนรงสจากอาทตยทสวนบนของชนบรรยากาศไดรบ (มม./วน) (ตาราง ข-3)

R คอ สมประสทธทถกสะทอน (reflection coefficient) ซงมอตราสวนระหวางรงสแสงอาทตยทถกสะทอนกลบไปตอรงสแสงอาทตยทตกลงบนผวของวตถนนเพนแมนใชคา r= 0.05 สาหรบดนเปยกไมมพชปกคลมอยเลย

= 0.20 สาหรบพชทปกคลมเขยวชอมn คอ ระยะเวลาทไดรบแสงอาทตยจรงN คอ ระยะเวลาทมแสงแดดนานทสดทเกดขนไดในชวงเวลานน คอ Stefan-Boltzman constantT4 คอ รงสสะทอนจากวตถทมผวดาสนท (มม./วน) (ตาราง ข-4)ea คอ ความดนไอนาอมตวทอณหภมจดนาคาง (มลลบาร)

(ตาราง ข-6)T คอ absolute temperature ของอากาศ

หนา 110

Penman Method

2daa U016.01ee262.0E

ed คอ ความดนไอนาจรงทอณหภมเฉลยของอากาศ (มลลบาร)= (ความชนสมพทธ) x ea

U2 คอ ความเรวเฉลยของลมทระดบเหนอจากพนดน 2 เมตร (กโลเมตรตอวน)

20.0

Z2

Z2

Z2UU

Zlog2logUU

UZ คอ ความเรวเฉลยของลมทระดบ Z เหนอจากพนดน

ในกรณทไมทราบคา U2

56

หนา 111

Penman Method

Cc คอ คาความครมของเมฆ (octa) ซงมคาระหวาง 0 - 8

100

C0.2C5.95.74Nn 2

cc

หนา 112

ตวอยาง

ใหคานวณการคายระเหยสงสดดวยวธเพนแมนทจงหวดสพรรณบร ละตจด 15 องศาเหนอ จากขอมลดงน

รายการ พ.ค. ม.ย. ก.ค. ส.ค.

ก. ขอมลรายเดอน

(1) อณหภม - oC 30.6 29.6 28.9 28.7

(2) ความชนสมพทธ - % 69.1 70.2 73.0 75.1

(3) ความครมของเมฆ, Cc 5.7 6.5 6.7 6.9

(4) ความเรวลม, U2 80.41 87.13 88.25 82.62

(5) รงสจากดวงอาทตย, QA – มม/วน (ตาราง ข-3) 15.55 15.48 15.46 15.32

(6) สมประสทธการสะทอน, r 0.20 0.20 0.20 0.20

57

หนา 113

ตวอยางรายการ พ.ค. ม.ย. ก.ค. ส.ค.

ข. คานวณเทอม

(7) 0.637 0.157 0.484 0.448

(8) (1-r) 0.80 0.80 0.80 0.80

(9) 0.530 0.465 0.446 0.426

(10) = (5)(8)(9) 6.59 5.76 5.22 5.22

ค. คานวณเทอม

(11) ความดนไอนา - มลลบาร

(i) ea (ตาราง ข-6) 43.91 41.47 39.82 39.36

(ii) ed = ความชนสมพทธx ea 30.34 29.11 29.07 29.56

(iii) 5.51 5.39 5.39 5.44

(12) (ดตาราง ข-4) 17.15 16.93 16.77 16.72

(13) 0.122 0.131 0.131 0.127

(14) 0.673 0.566 0.548 0.503

(15) = (12)(13)(14) 1.41 1.26 1.17 1.07

Nn90.019.0e0797.056.0T d

4

100

C0.2C5.95.74Nn 2

cc

Nn55.018.0

Nn55.018.0r1QA

Nn90.019.0

de0797.056.0

4Tde

หนา 114

รายการ พ.ค. ม.ย. ก.ค. ส.ค.

ง. คานวณเทอม Qn

(16) = (10)-(15) 5.18 4.50 4.35 4.15

จ. คานวณเทอม

(17) 3.555 3.238 2.816 2.568

(18) 2.286 2.394 2.412 2.322

(19) = (17)(18) 8.127 7.752 6.792 5.963

ฉ. คานวณเทอม

(20) (ดตาราง ข-5) 0.786 0.777 0.771 0.770

(21) (ดตาราง ข-5) 0.214 0.223 0.236 0.231

(22) = (16)(20) 4.07 3.50 3.35 3.20

(23) = (19)(21) 1.74 1.73 1.60 1.38

(24) PET = (22)+(23) มม/วน 5.81 5.23 4.95 4.58

ซม/เดอน 18.01 15.69 15.35 14.20

นว/เดอน 7.09 6.18 6.04 5.59

2U016.01

da ee262.0

an EQPET

/

/

2daa U016.01ee262.0E

Education

Evaporation (1)