53
EVAPOTRANSPIRACIJA

Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

  • Upload
    others

  • View
    38

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

EVAPOTRANSPIRACIJA

Page 2: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Evapotranspiracija

Predstavlja sumarno isparavanje vode u slivu koji se sastoji od isparavanja sa terena i transpiracije kroz biljke.Isparavanje sa terena je veoma složeno i nema praktičnih načina za njegovo pouzdano određivanjeIsparavanje sa obraslog ili neobraslog terena predstavlja pojave, kod koje pored svih meteoroloških elemenata posebno utiče vlažnost zemljišta, a kod obraslog zemljišta i vrsta kulture.

Page 3: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

EvapotranspiracijaVlažnost zemljišta se ne menja samo sa padavinama i poniranjem vode u podzemlje, već zavisi od kapilarnog izdizanja, gde kao činioci ulaze i sastav terena i kota nivoa podzemne izdani. Često se vlažnost zemljišta zamenjuje u računima sa padavinama – što je pogrešno.Sumarno isparavanje se ne može jednostavno dovesti u vezu sa meteorološkim veličinama, jer kada nema vode za isparavanje, ono ne zavisi od meteoroloških veličina. Za preciznije definisanje evapotranspiracije neophodno je detaljnije vlažnosti zemljišta. Ono se najčešće meri dnevno, time što se sondira teren i za svaki sloj uzme proba i određuuje srednja vlažnost.

Page 4: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

EvapotranspiracijaIsparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo propustljivih zemljišta. Što je zemljište vlažnije to je isparavanje veće. Isparavanje se povećava znatno sa povećanjem biljnog pokrivača.Odvajanje isparavanja sa površine terena od isparavanja transpiracijom kroz biljke je veoma teško. Sve metode se uglavnom zasnivaju na merenju ukupnog ili sumarnog isparavanja (evapotranspiracije). Isparavanje sa terena se može dobiti kao razlika između ukupnog isparavanja i sume transpiracije. Ukupno isparavanje se može pouzdano meriti, ali ne i transpiracija.

Page 5: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Evapotranspiracija se određuje posredno, kao razlika između izračunatih padavina i upijanja vode u zemljištu. Uređaj se naziva LIZIMETAR, a suština se svodi na jednačini bilansa.

Evapotranspiracija + izašla voda + priraštaj vode u sudu = padavine

Proračun godišnje evapotranspiracije po metodi vodnog bilansa

QPET −=gde su:P prosečne godišnje padavineQ prosečan godišnji oticajET prosečna godišnja evapotranspiracija

Evapotranspiracija

Page 6: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

EvapotranspiracijaDa bi se za praktične potrebe omogućila ocenaevapotranspiracije, uveden je pojam potencijalneevapotranspiracije - PET. Pod ovim pojmom podrazumeva se maksimalniintenzitet evapotranspiracije, koji bi se ostvario podpretpostavkom da raspoloživa količina vode za ET nije ograničena. U ovim uslovima PET zavisi samo od meteorološkihfaktora koji su promenljivi u vremenu i prostoru. Pri ograničenom obnavljanju vlage, količina vode kojaispari naziva se stvarna evapotranspiracija -ET, pričemu je ET ≤ PET.

Page 7: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

EvapotranspiracijaPrimeri merenja stvarne evapotranspiracije pomoću lizimetra, dati su za slučaj merenja na opitnoj stanici u Pančevačkom ritu,

mmmesec

0

100

200

300

500

inte

nzite

t isp

arav

anja

april maj jun jul avgust sept.1971.

isparavanje iz suda ispariteljapostavljenog na tlo

isparavanje sa golog tla za nivo podzemne vodena 50 cm ispod povr{ine tla za ~ernozem (50^) i 80 cm za ~ernozem i pesak (80̂ , 80P)

50^

80^

80P

I II III IV V VI VII VII IX X XI XII0

20

40

60

80

100mm

mesec ET

inte

nzite

t eva

potra

nspi

raci

je

Isparavanje sa neobrađenog tlaza različito zemljište i nivoe

podzemnih voda u Pančevačkom ritu

Prosečna evapotranspiracija sa zatravljenepovrine u Pančevačkom rituza period 1946-1958. god.

Page 8: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Empirijske formule za proračun stvarne evapotranspiracije

Jedna od najpoznatijih metoda, koju preporučujeWMO jeste modifikovana metoda Langbeina, u kojojse koriste prosečne višegodišnje padavine P (cm) u slivu i temperaturni faktor E, koji se računa poformuli

( )8860027010 .T.E +⋅=• Suština metode sastoji se u definisanju zavisnosti:

)EP(f

EQ=

0 5 10 15P/E

Q/E

0

5

10

Page 9: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Empirijske formule za proračun stvarne evapotranspiracije• P. S. Kuzin za određivanje sume godišnje stvarneevapotranspiracije sa tla u terenima sa nedovoljnomvlažnošću daje zavisnost ove veličine od padavina i deficitavlažnosti, kao vrednost deficita vodene pare u vazduhu do potpunog zasićenja

dPaET ⋅⋅= 2

ET - srednja godišnja vrednost stvarne evapotranspiracije (mm)P - godišnja suma padavina (mm)d - srednji godišnji deficit vlažnosti (mmHg)a - koeficijent koji zavisi od geografske širine područja i kreće

se u intervalu od 0.000477 do 0.000654.

Page 10: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Empirijske formule za proračun stvarne evapotranspiracijeTurc razvija formulu za proračun godišnje sume stvarneevapotranspiracije, kao funkcije temperature i padavina:

2)(9.0lP

PET+

=

ET - godišnja suma stvarneevapotranspiracije (mm god-1);

P - prosečne godišnje sume padavinana slivu (mm);

l - heliometrijski faktor – predstavljaevaporacionu moć vazduha odnosno potencijalno isparavanjeu datim uslovima

305025300 T.Tl ⋅+⋅+=

Page 11: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Empirijske formule za proračun stvarne evapotranspiracije

Pri određivanju evapotranspiracije sa vegetacije, prethodna Turc prethodnu zavisnost svodi na sledeći oblik

2dana10

l2V

laP1

VaPET

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

++

++=

ZcM25V ⋅

⋅=

V - koeficijent koji predstavlja efekte vegetacije (biljni faktor)M - prinos suve materije (t ha-1)Z - broj dekada od početnog momenta

do kraja vegetacionog periodac - biljna konstanta

(za livadske trave c = 1.33).

Page 12: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Empirijske formule za proračun stvarne evapotranspiracije

Jedna od ređe primenjivanih metoda kojemogu dati daleko realnije rezultate, jesteodređivanje veličine evapotranspiracije naosnovu osmatranja veličina radijacionogbilansa, iz koje se veličina isparavanja dobijaiz količine toplote tla utrošene na isparavanje(M. I. Budiko). Glavni nedostatak ove metode je složeno određivanje veličine radijacionog bilansa kojezahteva upotrebu složenih mernihinstrumenata, adekvatno obučeno osoblje i izbor reprezentativnih deonica karakterističnihza ceo sliv.

Page 13: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Empirijske formule za proračun stvarne evapotranspiracije

RPhTl1

lPRET lP

R

⋅⋅⋅⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

⋅= ⋅

ET - veličina evapotranspiracije u mm/god.R - srednji višegodišnji radijacioni bilans u kcal/cm2god.P - godišnja suma padavina u mml - latentna toplota isparavanja u kcal/god.T - srednja godišnja temperatura vazduha.

Page 14: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Empirijske formule za proračun stvarne evapotranspiracije

Da bi se lakše, brže i jednostavnije određivalaveličinaevapotranspiracije naosnovu osmatranjaveličine radijacionogbilansa i godišnje sumepadavina, konstruisan jenomogram

E (mm)

800

600

400

200

0

10

20

30

40

50

60

R = 70 ccal/cm2

200 400 600 800 1000 1200 1400

P (mm)

Page 15: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Empirijske formule za proračun potencijalne evapotranspiracije

Vrednost stvarne evapotranspiracije (ET) u slivu može se dobiti tako što se prvo sračuna potencijalna evapotranspiracija(PET), pretpostavljajući neograničenu raspoloživost vode u slivu, a zatim se, prema stvarnom sadržaju vlage u slivu, vršikorekcija, po formuli:

max

stv

MMPETET ⋅=

Mstv - stvarni sadržaj vlage u slivu;Mmax - maksimalno mogući sadržaj vlage u slivu.

Page 16: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo
Page 17: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Empirijske formule za proračun potencijalne evapotranspiracije

Za proračun dnevne sume potencijalne evapotranspiracijeDavidov daje sledeću približnu formulu:

d5.0PET ⋅=PET - potencijalna evapotranspiracija (mm dan-1);d - srednji dnevni deficit vlažnosti vazduha (mmHG)

Za proračun godišnje sume potencijalne evapotranspiracije, sa dovoljno vlažnih terena, Davidov predlaže sledeću formulu

dPET ⋅= 168PET - potencijalna evapotranspiracija (mm god-1);

d - srednja godišnja vrednost deficita vlažnosti vazduha

Page 18: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Empirijske formule za proračun potencijalne evapotranspiracije

Koristeći podatke lizimetarskih merenja u SAD, Thornthwaite je uspostavio sledeće zavisnosti za proračun potencijalneevapotranspiracije za nisku gustu vegetaciju, sa povoljnimsnabdevanjem vodom:

am

mm ITNPET ⎟

⎞⎜⎝

⎛ ⋅⋅=

1016

PETm - potencijalna evapotranspiracija u m-tom mesecu (mm);Nm - mesečni korekcioni faktor za časovne obdanicem - redni broj meseca u godini (1,2,3,...,12);

mT - srednja mesečna temperatura vazduha u istom mesecuI - godišnji toplotni indeks;a - eksponent-odgovarajuća funkcija godišnjeg toplotnog

indeksa.

Page 19: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Empirijske formule za proračun potencijalne evapotranspiracije

Mesečni korekcioni faktor, koji odgovara mogućem sijanjusunca, izražen je u jedinicama 30 dana/12 časova, a dobija se iz odnosa

12NNm =

N - prosečno trajanje dnevnog svetla u mesecu m.

Godišnji toplotni indeks računa se kao suma mesečnih vrednosti

514112

1

12

1 5.

m

m

mm

mm )T(iI ∑∑

=

=

=

===

Page 20: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Empirijske formule za proračun potencijalne evapotranspiracijeZa proračun eksponta a koristi se formula

490107911071710756 22537 .I.I.I.a +⋅⋅+⋅⋅−⋅⋅= −−−

Page 21: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Kombinovana metoda – metoda Penmana

Kombinacijom metoda toplotnog bilansa i aerodinamičke teorije Penman je došao do sledećih formula za proračun isparavanja sa

VODENE POVRŠINE (PLITKIH DUBINA)

+⎭⎬⎫

−⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ⋅+−

−⎩⎨⎧

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ⋅+⋅−⋅

+ΔΔ

=

)044.034.0(9.01.0

5.025.0)05.01(

4 eNnT

NnRaEo

σ

γ

⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

−⋅⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +⋅⋅⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛+

−+ )e)T(e(160w126.01 sγΔ

Δ

Page 22: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Eo isparavanje sa slobodne vodene površine (mm/dan)Δ pad napona zasićene vodene pareRa radijacija na vrhu atmosfere (mm/dan)n stvarno trajanje sunčevog sjaja (časovi)N maksimalno moguće trajanje sunčevog sjaja (časovi)σT4 povratna radijacija koju emituje površina na temperaturi T

(mm/dan)T srednja temperatura – srednja vrednost maksimalne i

minimalne dnevne temperature vazduha (oC)w brzina vetra (km/dan)e srednji jutarnji napon vodene pare (μb)es(T) napon zasićene vodene pare na temperaturi T (μb)γ Konstanta = 0.67 μb/oC

Kombinovana metoda – metoda Penmana

Page 23: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

+⎭⎬⎫

−⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ⋅+−

−⎩⎨⎧

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ⋅+⋅−⋅

+=

)e..(Nn..T

Nn..).(RaETT

04403409010

502502501

γΔΔ

+ −+

⎛⎝⎜

⎞⎠⎟ ⋅ ⋅ +

⎛⎝⎜

⎞⎠⎟ ⋅ −

⎧⎨⎩

⎫⎬⎭

1 0 26 1160

ΔΔ γ

. ( ( ) )U

e T es

Kombinovana metoda – metoda Penmana

Za proračun evapotranspiracije sa kratke travePenman koristi isti tip formule, s tim što je izvršenamodifikacija koeficijenta refleksije sa vegetacionogpokrivača, umesto 0.05 on iznosi 0.25.

Page 24: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Kombinovana metoda – metoda Penmana

U praksi, kada ne postoje adekvatni ulaznipodaci potrebni za korišćenje formulePenmana (trajanje sunčevog sjaja, minimalna i maksimalna temperatura, srednji jutarnji napon vodene pare i srednja dnevna brzina vetra), koristi se nizalternativnih postupaka kojima se mogudobiti približno tačne vrednosti nabrojanihulaznih podataka.

Page 25: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Nedostaje trajanje sunčevog sjaja

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ⋅+⋅≅⋅

Nn..RS. aT 50250004060

50008120 .RS.

Nn

a

T −⋅=

Kao alternativa za trajanje sunčevog sjaja mogu poslužiti podacimerenja sunčeve radijacije ST i neto globalne radijacije Rn. Ukoliko postoje merenja sunčeve radijacije ST u (J), tada izraz:

zamenjuje naznačeni deo u jednačini Penmana.

Page 26: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Postoje podaci neto radijacijeUkoliko postoje podaci o merenjima neto radijacije Rn u (J), tada se mogu koristiti sledeće zamene u jednačini Penmana:

⎭⎬⎫

−⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ⋅+−

−⎩⎨⎧

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ⋅+⋅−⋅≅⋅

)e044.034.0(Nn9.01.0T

Nn5.025.0)25.01(RaR00406.0

4

n

σ

⎭⎬⎫

−⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ⋅+−

−⎩⎨⎧

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ⋅+⋅−⋅≅⋅

)e044.034.0(Nn9.01.0T

Nn5.025.0)05.01(RaR00549.0

4

n

σ

Odnosno:

Page 27: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

KORIŠĆENJE FORMULE PENMANA KADA NEDOSTAJU ADEKVATNI PODACI

Trajanje sunčevog sjaja – alternativni podaci su merenja sunčeve radijacije ST i globalne radijacije Rn

Ukoliko postoje merenja sunčeve radijacije ST (u J) tada izrazi

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ⋅+⋅≅⋅

Nn..RS. aT 50250004060

50008120 .RS.

Nn

a

T −⋅=

mogu zameniti u jednačini Penmana

Page 28: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Nedostaju podaci Tmax i TminMaksimalne i minimalne temperature – alternativni podaci su srednje dnevne temperature, a koriste se za ocenu: napona zasićene vodene pare i izlazne sunčeve radijacije. Ukoliko su podaci u Farenhajtima prevode u u oC.

9532 ⋅−= )T(T FC

Napon vodene pare – alternativni podaci su temperatura vlažnog i suvog termometra T i Tv

( )vpvs TTA)T(ee −⋅−=

p atmosferski pritisakAp = 0.80

Page 29: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Penman - ISPARAVANJE SA SLOBODNE VODENE POVRŠINE REZEROARA ILI JEZERA

Kod dubokih vodenih masa u jednačinu Penmana dodaje se komponenta energetskog bilansa Q

tA)TT(VCQ ww

⋅⋅−⋅⋅⋅

ρ 21

Cw specifična toplota vodeρw specifična gustina vodeVsr srednja zapremina vode na početku i na kraju vremenskog perioda t (m3)T1 i T2 srednja temperatura vode na početku i na kraju vremenskog perioda (oC)λ Srednja površina vodnog ogledalat dužina vremenskog perioda (dana)Q komponenta energetskog bilansa – može biti pozitivna ili negativna

Page 30: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

+⎭⎬⎫

+−⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ⋅+−

−⎩⎨⎧

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ⋅+⋅−⋅

+=

Q)e044.034.0(Nn9.01.0T

Nn5.025.0)05.01(RaE

4

o

σ

γΔΔ

⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

−⋅⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +⋅⋅⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛+

−+ )e)T(e(160w126.01 sγΔ

Δ

Page 31: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

ISPARAVANJE SE ZEMLJIŠTA

Na sveže navodnjavanom terenu, ili neposredno posle kiše, površina zemljišta je vlažna a isparavanje sa ogolelog zemljišta se odvija na način kao sa slobodne vodene površine. U trenutku kada intenzitet oticaja (površinskog i podzemnog) prevaziđe intenzitet isparavanja sa površine zemlje, deo vode se prenosi dublje u zemljište. U tom trenutku intenzitet isparavanja naglo opadaGrupa aproksimacija:

neposredno posle pada kiše intenzitet isparavanje je < 5 mm/dan, odnosno oko 10 – 15 mm5-6 dana posle kiše (navodnjavanja) isparavanje je zanemarljivo

Page 32: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

ISPARAVANJE SA RAZLIČITIH KULTURA VEGETACIJE

Koristi se metoda Penmana sa uvođenjem korekcije

ETKE vveg ⋅=

Gde jeKv koeficijent razvoja kultureEveg isparavanje sa različitih vrsta kulture

Srednja sezona – počinje od postizanja 75% pokrivenosti do početka sazrevanjaPoslednja sezona – od početka sazrevanja do kraja (žetve).U početnom trenutku Kv = 0.2

Kv - zavisi od sezone razvoja

Page 33: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

0.31.130-4050-6540-45Pšenica

1.01.130-5050-8060-120Šećerna repa

0.51.1304055Sirak

0.71.1253555Krompir

1.01.1153545Sočivo

0.61.130-4040-6065-80Kukuruz

1.01.1103050Kukuruz silažni

0.31.1204045Pasulj

0.91.0102545Grašak

0.31.130-4050-6540-45Ječam

Poslednjasezona

srednja sezonaposlednjasezona

Srednjasezona

Koeficijenti razvoja kultureStanja razvoja kultureDužinapočetkarazvoja

Kultura

ISPARAVANJE SA RAZLIČITIH KULTURA VEGETACIJE

Page 34: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

0.2

Kv

početna sezona srednja sezona poslednja sezona

sezone t

ISPARAVANJE SA RAZLIČITIH KULTURA VEGETACIJE

Page 35: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Isparavanje sa snežnog pokrivača i leda

Bitno je definisati veličinu isparavanja sa snežnog pokrivača u periodima kada ovajpostoji. Sneg ima veće isparavanje u odnosu na vodenu površinu pri istoj temperaturivazduha, jer je 1cm2 površine veća aktivnapovršina snega od vode, zbog veće površinekristala u odnosu na istu vodenu površinu. Isparavanje leda je manje od isparavanjasnega pri istoj temperaturi. Ono je manjevažno od isparavanja snega, jer je rasprostranjenje snega u prirodi češće i zahvata veća prostranstva

Page 36: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Isparavanje sa snežnog pokrivača i leda

V.D. Semenov)09.0d36.0(n2ES −⋅⋅⋅=

gde su:ES - isparavanje sa snežnog pokrivača (mm/posmatrani period)n - broj dana sa snežnim pokrivačemd - srednji deficit vlažnosti vazduha u ovom periodu

V. Jevđević - zimsko isparavanje sa snega i leda nijeveliko i ono približno iznosi

ES = 1.0 - 2.5 mm/dekada, za T = -20 oC - 10 oC

ES = 2.5 - 11.0 mm/dekada, za T = -10 oC - 0 oC

Page 37: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

IntercepcijaPod pojmom intercepcija podrazumeva se proceszadržavanja dela padavina na krošnjama drveća, na deblu, granama i lišću vegetacionog pokrivača u slivu. Ovaj deo padavina ne dospeva do tla, već se kasnijevraća u atmosferu kao vodena para. Iz razloga što ovaj deo padavina ne učestvuje u oticajučesto se naziva gubitak vode intercepcijom.Intercepcija je najveća na početku padanja kiše, a posebno ako padne posle dužeg sušnog perioda. Intenzitet intercepcije zavisi od mnogih faktora, a pre svega od

kapaciteta intercepcije vegetacionog pokrivača, morfologije vegetacionog pokrivača Imeteoroloških faktora, kao što su: brzina vetra, visina padavina,

učestalost i trajanje padavina, vrsta padavina i isparavanje.

Page 38: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

IntercepcijaIntercepcija se meri pomoću kišomera i to tako što se jedan kišomer postavi na otvorenom prostoru (bezvegetacije u blizini), a drugi kišomer u šumi ispod drveća. Razlika visine padavina između prvog i drugog kišomerapredstavlja približnu ocenu visine dela padavina koji jezadržan na vegetacionom pokrivaču kao intercepcija. Intercepcija se izražava u milimetrima vodenog stuba. Tačnost merenja intercepcije je veća kod četinara u odnosu na listopadno drveće, jer je kod listopadnogdrveća veće slivanje vode niz glavno stablo. Na tačnost merenja intercepcije utiču isparavanje i učestalost kiše. Ako u toku kiše bude više značajnih prekida, intercepcijaće biti veća nego ako ista kiša pada neprekidno, zbogefekta isparavanja tokom prekida kiše.

Page 39: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

IntercepcijeZbog činjenice da intercepcija u slivovima pokrivenimgustom šumom može biti značajna, ovim problemombavio se veći broj istraživača u svetu. Istraživanjima Wislera i Brathera (1959), namerenjima intercepcije u dva tipa relativno gustešume u Severnoj Karolini (SAD), dobijeni su sledeći rezultati

3.43.12.01.5Listopadna

5.64.84.32.5Četinarska

Intercepcija (mm)

75502010

Padavine (mm)Tip šume

Page 40: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

IntercepcijaZa mešovitu listopadnu šumu starosti oko 50 godina, intercepcija iznosi oko 20% padavina,Za padavine reda veličine svega 10 mm intercepcijaiznosi oko 18%. Kod guste visoke vegetacije, kao što su šume, intercepcija iznosi oko 10% od padavina. Za kiše raznih jačina, zimska i letnja intercepcija jepribližno ista za četinare, dok je kod listopadnogdrveća letnja intercepcija dva do tri puta veća odzimske. Kod guste trave i grmova, kao i kod žitarica u kasnijoj zreloj fazi, intercepcija je slična onoj kodlistopadnog drveća sa razvijenim lišćem.

Page 41: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Intercepcija

Helvey i Patric (1965), uspostavili suregresione zavisnosti za proračun intercepcije. Za listopadne šume u SAD-u dobili su sledeće linearne zavisnosti:

809010 .P.Tg −⋅=

3809140 .P.Td −⋅=

(mm)

(mm)gde suTg i Td - deo kiše koji dospeva do tla u vegetacionom i

vanvegetacionom periodu u mmP - ukupne kiše u mm

Page 42: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Intercepcija

Mendel sa saradnicima razvili su jednačinu zaproračun intercepcije za hrastovu šumu

720140 .P.IC o +⋅=

gde su:IC - deo kiše koji je zadržan kao intercepcija;Po - izmerena kiša na nepošumljenoj površini u blizini u mm.

Page 43: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Intercepcija

Detaljna istraživanja procesa intercepcije u šumskim parcelama, pokrivenim jasenom i hrastom, izvršila je M. Šraj u svojoj doktorskoj disertaciji. U konkretnom slučaju vršena sueksperimentalna merenja osnovnihkomponenti procesa intercepcije i to:

merenje padavina iznad krošnje drveća - Pmerenje delova kiše koje su pale na tlo krozkrošnju drveća - Tfmerenje slivanja voda niz deblo - Sf.

Page 44: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Intercepcija – merenja padavina iznad krošnje drveća

Majda Šraj je merenje padavinaiznad krošnje drveća vršila je na klasičan način, pomoću Hellmanovihkišomera, odnosnopluviografa i totalizatora

Helmanov kišomer –severna padina istražnog polja

Page 45: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Intercepcija – merenja padavina iznad krošnje drveća

Pluviograf i totalizator za merenje padavina iznad krošnje drvetana južnoj padini eksperimentalnog polja

Page 46: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Intercepcija – merenje padavina koje su prošle kroz krošnje drveća

Za merenje padavina koje su prošle kroz krošnje drveća i lišća i pale na tlo, korišćena su specijalna korita i totalizator

Page 47: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Intercepcija – merenje padavina koje su prošle kroz krošnje drveća

Korito (leva fotografija) i totalizator (desna fotografija) za merenje padavina koje padaju kroz krošnju drveća

Page 48: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Intercepcija – količina padavina koja se sa lišća i grana sliva niz deblo

Količina padavina koja se sa lišća i grana sliva niz deblo merena je prekospiralno usečenih žljebića u koru debla, u kojima je ubačeno i pričvršćenopoluotvoreno gumirano crevo. Na krajucreva nalazi se posuda (totalizator) zaprikupljanje slivene vode

Page 49: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Intercepcija – količina padavina koja se sa lišća i grana sliva niz deblo

Merenje slivanja vode niz deblo na južnoj padini eksperimentalnog polja

Page 50: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

IntercepcijaIntercepcija se dobija iz jednačine bilansa kao:

( )SfTfPIC +−=Sva istraživanja su sprovedena na eksperimentalnim površinamau šumi koje su bile okrenute ka južnoj strani - SP, odnosnosevernoj strani - NP. Primenom regresione analize na izmerenepodatke, Majda Šraj je uradila analize

za slučaj kada su padavine sa intenzitetima > od 3 mm/h odnosno < od 3 mm/h, sa vetrom i bez njegaza slučaj kada se padavine javljaju u toku dana, odnosnou toku noćiza različite faze u kojoj se nalazi šuma (faza olistavanja, fazasa lišćem, faza opadanja lišća i faza bez lišća)i radila je uporedo merenja na južnim i severnim padinamakoje su obrasle šumom.

Page 51: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Intercepcija

Koliko će se kiše slivati niz deblo zavisi odvrste drveta u šumi. Na primeru hrastovih i jasenovih šuma MajdaŠraj je definisala zavisnost između količinavode koja su se slivale niz stabla

( ) ( ) 049.0jasenSf470.0hrastSf −⋅=

884.0R 2 =

Page 52: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Intercepcija

Procesi intercepcije, evapotranspiracije i infiltracije međusobno su povezani. Proces evapotranspiracije je u direktnojfunkciji intercepcije, pošto je u izvesnoj meriograničen za vreme trajanja intercepcije. S druge strane, deo vode koji se infiltrira u zemljište vraća se u atmosferu putemevapotranspiracije dela vode koji biljka neutroši za svoje fiziološke potrebe

Page 53: Hidrologija 15 cas - rgf.rsrgf.rs/predmet/GO/II semestar/Opsta hidrologija/Predavanja/Hidrologija 15 cas.pdf · Evapotranspiracija Isparavanje je najintenzivnije sa vlažnih i slabo

Intercepcija snega i magle

Osim intercepcije kiše, postojeintercepcija snega i intercepcija magle. U odnosu na intercepciju kiše, intercepcije snega i magle su mnogomanje i zato su u praktičnimproračunima često zanemarene.