بررسی اثرات حوضچه‌های طراحی‌شده در ارزیابی کمّی و کیفی کاهش تبخیر از طریق الکل‌‌ چرب اکتادکانول در منطقه نیمه‌خشک خرم‌آباد لرستان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه لرستان، خرم‌آباد، ایران

2 دانشیار گروه آبخیزداری دانشگاه لرستان، خرم‌آباد، ایران

3 استاد گروه شیمی آلی، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد، ایران

10.29252/aridbiom.2023.19794.1926

چکیده

در روش‌های استفاده از پوشش‌های نانومتری معمولاً با استفاده از مولکول‌های بلند زنجیر و پخش‌کردن آن­ها روی آب و تشکیل تک لایه­‌های مولکولی می‌توان مقدار تبخیر را کاهش داد. در این پژوهش به بررسی اثرات کمّی و کیفی (پارامترهای شیمیایی و فیزیکی) مونولایر اکتادکانول که در اتانول حل‌شده و به‌عنوان روش شیمیایی کنترل تبخیر در ایستگاه تحقیقاتی هواشناسی دانشکده منابع طبیعی دانشگاه لرستان پرداخته‌ایم. مونولایر مورد نظر به وسیلة اسپری 100 سی‌سی با غلظت 4 درصد بر سطح حوضچه‌­های طراحی‌شده با حجم 8 مترمکعب (ابعاد2×2×2) اسپری شد. نتایج کمّی و کیفی در بازه زمانی دو ماهه بین دو حوضچه شاهد و حوضچه دارای مونولایر اکتادکانول از تاریخ 1/6/1400 تا 30/7/1400 بر اساس آزمون ANOVA، با مقایسه میانگین‌­های توکی و دانکن انجام شد. نمونه مونولایر اکتادکانول به لحاظ تغییرات میزان تبخیر با شاهد اختلاف معناداری در سطح 05/0 داشت. تبخیر تجمعی 2 ماهه تبخیر در حوضچه شاهد و حوضچه دارای مونولایراکتادکانول نشان­دهنده حداکثر مقدار تبخیر در حوضچه شاهد با 559 میلیمتر و مونولایر اکتادکانول با کارایی 20 درصد کاهش تبخیر دارای 455 میلیمتر تبخیر بوده است. پارامترهای کیفی هدایت الکتریکی، درصد اکسیژن محلول مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج داده‌­های کیفیت آب با مقایسه آزمون ANOVA   نشان­دهنده اختلاف غیرمعنادار به دلیل sig بیشتر از 05/0می‌باشد. در مقایسه درصد اکسیژن محلول و هدایت الکتریکی بین میانگین حوضچه شاهد و حوضچه دارای مونولایر اکتادکانول اختلاف قابل توجهی وجود نداشت. یکی از دلایل درصد اکسیژن محلول بیشتر حوضچه شاهد نسبت به حوضچه دارای مونولایر به دلیل امکان تماس با هوا، تابش ورودی بیشتر و وقوع فرآیند بیشتر می‌باشد. نتایج به دست آمده نشان­دهنده کاهش 5 درصدی هدایت الکتریکی و اکسیژن محلول در حوضچه دارای مونولایراکتادکانول نسبت به حوضچه شاهد است. تغییرات دمای سطح آب (پارامتر فیزیکی) با ترمومتر اندازه‌گیری شد که میانگین دمای سطحی آب در حوضچه دارای مونولایر اکتادکانول 4/24 درجه سانتیگراد و در حوضچه دارای مونولایر در حوضچه شاهد 11/23 می‌باشد. از نظر تجربی، تأثیر یک لایه متراکم در کاهش تلفات تبخیر، متناسب با افزایش دمای سطح آب است.

کلیدواژه‌ها


[1]. Abass Dawood, K., Lafta Rashid, F., & Hashim, A. 2013. Reduction evaporation losses from water reservoirs. International journal of Energy and Environmental research, 1(1), 23-29.
[2]. Afkhami, H., Maleki Nejad, H., Esmailzadeh, E., & Ghoribi, K. (2017). Designing of Unoring Floating Cover Using Worn Tires for Evaporation Reduction of Open Water. Resources. Iran-Water Resources Research, 13(3), 214-219. [in Farsi]
[3]. Bartha, R., & Atlas, R. M. (1977). The Microbiology of Aquatic Oil Spills. Advances in Applied Microbiology, 22, 225-266.
[4]. Deo, A. V., Kulkarni, S. B., Gharpurey, M. K., & Biswas, A. B. (1964). Equilibrium film pressure of the monolayers on water of n-long-chain alcohols and n-long-chain alkoxy-ethanols, Journal of Colloid Science, 19(9), 813-819. doi: 10.1016/0095-8522(64)90057-1
[5].       Deepika, S., Osman, M., Kumar, M. & Sandeep, H. (2019). Suppressing Evaporation from Surface Water Reservoirs: A Review. Journal of Agricultural Engineering, 57(3), 259-273.
[6]. Ebrahimian, S., Tahmasebipour, N., Adeli, M., & Zeinivand, H. (2023). Evaluating the Evaporation Reduction through Combined Methods of Floating Balls and Monolayer in Class A Pan (Case Study of Khorramabad City). Iran-Water Resources Research18(4), 75-87. [in Farsi].
[7]. Ebrahimiyan, S., Tahmasebipoor, N., Adeli, M., & Zainivand, H. (2023). Evaluation of evaporation reduction methods at laboratory levels through physical methods of two- and six-hole floating balls (Case study of Khorramabad). Journal of New Approaches in Water Engineering and Environment1(2), 1-12. doi: 10.22034/nawee.2022.355978.1017 [in Farsi].
[8]. Gallego-Elvira, B., Baille, A., Martin-Gorriz, B., Maestre-Valero, J. F., & Martinez-Alvarez, V. (2012). Evaluation of evaporation estimation methods for a covered reservoir in a semi-arid climate (south-eastern Spain). Journal of hydrology, 458-459, 59-67. doi: 10.1016/j.jhydrol.2012.06.035
[9]. Gladyshev, M. (2005). Biophysics of the Surface Microlayer of Aquatic Ecosystems. IWA Publishing. doi: 10.2166/9781780403007
[10]. Ivanov, V. A., Lyubartseva, S. P., Mikhailova, É. N., Shapiro, N. B., Shteinman, B. S. (2002). Modeling of thermal and oxygen conditions in Lake Kinneret (Israel). Physical Oceanography, 12(1), 43-53.
[11]. Jarvis, N. L., (1967). Adsorption of surface-active material at the sea-air interface. Limnology and Oceanography, 12(2), 213-221.
[12]. Nejatian, A. M. Mohammadi. M. Doulabi. A. iraji zad. (2022). Lake Evaporation Mitigation Using Self-Assembled Films: Case Study Of Chitgar Lake. Journal of Hydrologic Engineering, 27(3), 10-20. doi: 10.21203/rs.3.rs-1416599/v1 [in Farsi].
[13]. Piri M, Hesam M, Dehghani AA, Meftah Halaghi M (2011) Experimental study on the effect of physical and chemical approach in reducing the evaporation from water surface. Journal of Water and Soil Conservation, 17(4), 141-154. [in Farsi]
[14]. Rost, S., Gerten, D., Bondeau, A., Lucht, W., Rohwer, J., & Schaphoff, S. (2008). Agricultural green and blue water consumption and its influence on the global water system. Water Resources Research, 44, W09405. doi: 10.1029/2007WR006331
[15]. Silva, C., González, D., & Suárez, F. (2017). An experimental and numerical study of evaporation reduction in a salt-gradient solar pond using floating discs, Solar Energy, 142, 204-214. doi: 10.1016/j.solener.2016.12.036
[16]. Saggai, S., & Bachi, O. E. K. (2018). Evaporation Reduction from Water Reservoirs in Arid Lands Using Monolayers: Algerian Experience. Water Resources, 45(2), 280–288. doi: 10.1134/S009780781802015X
[17]. Sinha, S., Kumar, L., Srivatsava, R., Thagamani, R., Kumar, S., Jha, S. (2006). Evaporation control in reservoirs. Central Water Commission, Basin Planning and Management Organisation, Government of India, Bhubneshwar.
[18]. Taboada, M. E., Cáceres, L., Graber, T. A., Galleguillos, H., Cabeza, F., & Rojas, R. (2017). Solar water heating system and photovoltaic floating cover to reduce evaporation: Experimental results and modeling. Renewable Energy, 105, 601-615. doi: 10.1016/j.renene.2016.12.094