Simulación de la evaporación horaria a partir de datos meteorológicos

Víctor Martínez Álvarez, J.M. Molina Martínez, Mª Milagros González-Real, Alain Baille

Resumen

En este artículo se proponen y validan dos modelos, con distinto grado de complejidad, para simular la evaporación a escala horaria en pequeños cuerpos de agua, concretamente en tanques evaporímetros clase A. En primer lugar se ha desarrollado un modelo multicapa, basado en la discretización del volumen de agua en varios estratos. Se han establecido las ecuaciones del balance de energía, tanto en la capa superficial como en las sucesivas capas consideradas, y se ha resuelto el sistema de ecuaciones que configuran el balance energético del tanque mediante aproximaciones iterativas. La validación de este modelo a escala horaria, con datos experimentales obtenidos en Cartagena (España), confirma la existencia de un proceso de mezcla convectivo en el tanque, que produce una homogeneización de la temperatura del agua incluso durante el periodo diurno. Para modelizar correctamente este fenómeno se ha propuesto y validado una función del viento que actúa sobre el coeficiente de mezcla convectivo en el seno del tanque. En una segunda etapa, se ha desarrollado un modelo numérico simplificado que asume un funcionamiento isotermo del tanque. Los resultados obtenidos son similares a los proporcionados por el modelo multicapa, aunque algo menos precisos.

Palabras clave

Tanque evaporímetro; Evaporación; Balance de energía; Coeficiente de mezcla

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Referencias

Allen R.G., Pereira L.S., Raes D. y Smith M., 1998. Crop evapotranspiration. guidelines for computing crop water requirements. Irrigation and Drainage Paper nº 56, FAO (United Nations), Rome, p. 300.

Bloss, G. y Harleman, R.F., 1979. Effect of wind-mixing on the thermocline formation in lakes and reservoirs. Technical Report 249, Ralph M. Parson Laboratory, MIT, Cambridge, MA, p. 68.

Brutsaert, W., 1975. On a derivable formula for long-wave radiation from clear skies. Water Resources Research, 11 (5): 742-744. https://doi.org/10.1029/WR011i005p00742

Condie, S.A. y Webster, I.T., 1997. The influence of wind stress, temperature, and humidity gradients on evaporation from reservoirs.Water Resources Research, 33 (12): 2813-2822. https://doi.org/10.1029/97WR02405

Chow, V.T., Maidment, D.R. y Mays, L.W., 1999. Applied Hydrology. Ed. McGraw-Hill, p. 584.

Doorembos, J. y Pruitt, W.O., 1977. Crop water requirements. Irrigation and Drainage Paper No. 24, FAO (United Nations), Rome, p. 179.

Harleman, D.R.F., 1982. Hidrotermal analisis of lakes and reservoirs. Journal of the Hydrology Division, ASCE, 108: 302-325.

Henderson-Sellers, B., 1984. Engineering Limnology. Pitman Advanced Publishing Program, Boston, M.A., p. 356.

Jacobs, A.F.G., Heusinkveld, B.G. y Lucassen D.C., 1998. Temperature variation in a class A evaporation pan. Journal of Hydrology, 206: 75 –83. https://doi.org/10.1016/S0022-1694(98)00087-0

Jacobs, A.F.G., Jetten, Th.H., Lucassen, D.C., Heusinkveld, B.G. y Nieveen, J.P., 1997. Diurnal temperature fluctuations in a natural shallow water body. Agriculture and Forest Meteorology, 88: 269-277. https://doi.org/10.1016/S0168-1923(97)00039-7

Linsley, R.K.,1958. Techniques for Surveying Water Resources. World Meteorological Organization, Technical Note nº 26, 124 p.

Linsley, R.K., Kohler, M.A. y Paulhus, J.L.H., 1992, Evaporation and Transpiration. Hydrology for Engineers. New York, McGrawHill, 508 p.

Losordo, T.M. y Piedrahita, R.H., 1991. Modelling temperature variation and termal stratification in shallow aquaculture ponds. Ecological Modelling, 54: 189-226. https://doi.org/10.1016/0304-3800(91)90076-D

Miro-Granada, J., 1984. Evaporación en Embalses. Instituto Nacional de Meteorología (INM). Ministerio de Transportes, Turismo y Comunicaciones, Madrid, p.139.

Molina, J.M., 2004. Caracterización y modelización de la evaporación en tanques evaporímetros y embalses de riego. Evaluación de los efectos de mallas de sombreo. Tesis Doctoral, Departamento de Ingeniería de Alimentos y del Equipamiento Agrícola, Universidad Politécnica de Cartagena, España, p 207.

Molina, J.M., Martínez, V. y Górriz, B., 2003. Automatización con control horario del llenado de tanques evaporímetros clase A. 2º Congreso Nacional de Agroingeniería, Córdoba, España, 451-452.

Molina, J.M., Martínez, V. y Baille, A., 2002a. Estación experimental para el registro de las variables implicadas en la modelización del proceso de evaporación y el estudio de diferentes técnicas reductoras. XX Congreso Nacional de Riegos, Ciudad Real, España, 105-106.

Molina, J.M., Martínez, V. y Baille, A., 2002b. Modificaciones microclimáticas inducidas por mallas planas de sombreo empleadas para reducir la evaporación en embalses. VI Congreso Internacional de Ingeniería de Proyectos, Barcelona, España, 261-262.

Monteith, J.L., 1965. Evaporation and the environment. Symposium of the Society of Experimental Biology, 19: 245-269.

Octavio, K.A., Jirka, G.H. y Harlman, D.R.F., 1977. Vertical transport mechanism in lakes and reservoirs. Technical report No. 227, Ralph M. Parsons Laboratory, MIT Cambridge, M.A, p. 131.

Orlob, G.T., 1983. Models for stratified impoundments. Ins. Biswas, A.K. (Ed), Models for Water Quality Management, McGraw-Hill, New York, 273-313.

Oroud, I.M., 1998. The influence of heat conduction on evaporation from sunken pans in hot, dry environment. Journal of Hydrology, 210: 1-10. https://doi.org/10.1016/S0022-1694(98)00153-X

Penman, H.L., 1948. Natural evaporation from open water, bare soil and grass. Royal Soc. London Proc. Ser. A, 193:120-146. https://doi.org/10.1098/rspa.1948.0037

Pereira, A.R., Villa Nova, N.A., Pereira, A.S. y Barbieri, V., 1995. A model for the class A pan coefficient. Agriculture and Forest Meteorology, 76: 75-82. https://doi.org/10.1016/0168-1923(94)02224-8

Sundaram, T.R y Rehm, R.G., 1973. The seasonal thermal structure of deep temperature lakes, Tellus, 25: 157-167. https://doi.org/10.3402/tellusa.v25i2.9650

Shuttleworth, W.J., 1982. Evaporation. Handbook of Hydrology. Chapter 4: 53.

Thom, A.S., Thony, J.L. y Vauclin, M., 1981, On the proper employment of evaporation pans and atmometers in estimating potential transpiration. Quarterly Jounal of the Royal Meteorology Society, 107: 711-736. https://doi.org/10.1256/smsqj.45315

Wartena, L. y Borghorst, A.J.W., 1961. The energy balance of an evaporation pan and the measurement of the reflectivity of its bottom. Quarterly Jounal of the Royal Meteorology Society, 87: 245-249. https://doi.org/10.1002/qj.49708737212

Weast, R.C., 1980. CRC. Handbook of Chemistry and Fhysics. CRC Press, Boca Raton. FL. EEUU.

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