KOHLER – NORDENSEN YÖNTEMİ KULLANILARAK A SINIFI BUHARLAŞMA KABINDAN GERÇEKLEŞEN GÜNLÜK BUHARLAŞMANIN TAHMİN EDİLMESİ

Creative Commons License

Usta S., Gençoğlan C., Gençoğlan S.

AHI EVRAN 2nd INTERNATIONAL CONFERENCE ON SCIENTIFIC RESEARCH, Kırşehir, Türkiye, 21 - 23 Ekim 2022, cilt.1, sa.1, ss.300-301

  • Yayın Türü: Bildiri / Özet Bildiri
  • Cilt numarası: 1
  • Basıldığı Şehir: Kırşehir
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.300-301
  • Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Hidroloji, meteoroloji, sulama ve toprak bilimleri kapsamında yapılan birçok çalışmada temel veri olarak kullanılan evapotranspirasyonun (ET) tahmin edilmesinde A sınıfı buharlaşma kabından ölçülen buharlaşma miktarı (Epan) yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. A sınıfı buharlaşma kabındaki suyun aşırı yağışlarda taşması, soğuk havalarda donması ve otomatik ölçüm cihazlarının bozulması gibi çeşitli nedenlerden dolayı ölçülemeyen Epan verilerinin ampirik tahmin modelleri kullanılarak tamamlanmasına ihtiyaç duyulabilmektedir. Bu doğrultuda geliştirilen Penman, Kohler – Nordensen, Christiansen, Priestley – Taylor ve Linacre gibi modellerin güvenilirliği iklim ve çevre özelliklerine bağlı olarak değişmektedir. Bu nedenle yöre koşullarında test edilerek, kullanılabilirlik düzeylerinin belirlemesi gerekmektedir. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesinde 2019, 2020 ve 2021 yıllarının Temmuz – Ekim dönemleri boyunca yürütülen bu çalışmada, Kohler – Nordensen modelinin Kahramanmaraş koşullarında A sınıfı buharlaşma kabından gerçekleşen günlük Epan miktarı tahminlerindeki kullanılabilirlik ve güvenilirlik düzeylerinin belirlenmesi amaçlanmıştır.

Kohler – Nordensen modeli giriş değişkenlerinin hesaplanmasında kullanılan günlük ortalama hava sıcaklığı, oransal nem, solar radyasyon ve rüzgâr hızı verileri Programlanabilir Lojik Kontrolör (PLC) cihazı tarafından yönetilen sensörler ile ölçülmüştür. Benzer şekilde buharlaşma kabından gerçekleşen günlük Epan miktarları da yine PLC tarafından kontrol edilen su yüzeyi seviyesine duyarlı bir ultrasonik sensör ile ölçülmüştür. Bu doğrultuda CODESYS-ST programlama dili kullanılarak bir yazılım hazırlanmış ve PLC cihazına yüklenmiştir. A sınıfı buharlaşma kabından ölçülen günlük Epan miktarları 2019, 2020 ve 2021 yılları için sırasıyla 2.00 – 18.00 mm gün-1, 3.00 – 16.00 mm gün-1, 3.00 – 15.00 mm gün-1 aralıklarında değerler almıştır. Kohler – Nordensen modeli ile tahmin edilen günlük Epan miktarları ise sırasıyla 2.00 – 18.00 mm gün-1, 3.93 – 14.38 mm gün-1, 3.93 – 14.45 mm gün-1 aralıklarında değişmiştir. Kohler – Nordensen modeli ile tahmin edilen Epan değerlerinin doğruluk düzeyleri ortalama mutlak göreceli hata oranı (MAPE) dikkate alınarak belirlenmiştir. Birinci yıl %78.13 (MAPE= %21.87), ikinci yıl %86.54 (MAPE= %13.46) ve üçüncü yıl %82.49 (MAPE= %17.51) doğruluk oranına sahip Epan değerleri tahmin edilmiştir. Ölçülen ve tahmin edilen Epan değerlerinin oluşturduğu veri gruplarının ortalamaları arasındaki farklar istatiksel olarak anlamlı bulunmamıştır (P> 0.05, n = 123). Kahramanmaraş koşullarında Kohler – Nordensen modeli ile tahmin edilen günlük Epan değerlerinin A sınıfı buharlaşma kabından ölçülen Epan değerleri yerine kullanılabileceği sonucuna ulaşılmıştır.

Evaporation (Epan) measured from the Class-A pan evaporimeter is widely used in estimating evapotranspiration (ET), which is used as the basic data in many studies within the scope of hydrology, meteorology, irrigation and soil sciences. Epan data that cannot be measured may need to be completed by using empirical estimation models due to various reasons such as overflowing of the water in the Class-A pan evaporimeter in heavy rains, freezing in cold weather and failure of automatic measuring devices. The reliability of models such as Penman, Kohler – Nordensen, Christiansen, Priestley – Taylor and Linacre developed in this direction varies depending on climate and environmental characteristics. For this reason, it is necessary to determine the usability levels by testing them in local conditions. In this study, which was carried out at Kahramanmaraş Sütçü İmam University during the July – October periods of 2019, 2020 and 2021, it was aimed to determine the usability and reliability levels of the Kohler-Nordensen model in estimating the daily Epan amount from the Class-A pan evaporimeter in Kahramanmaraş conditions.

Daily average air temperature, relative humidity, solar radiation and wind speed data used in the calculation of Kohler – Nordensen model input variables were measured with sensors controlled by a Programmable Logic Controller (PLC). Similarly, daily Epan amounts from the Class-A pan evaporimeter were also measured with an ultrasonic sensor, which is sensitive to the water surface level, controlled by PLC. In this direction, a software was prepared using the CODESYS-ST programming language and loaded on the PLC device. The daily Epan amounts measured from the Class-A pan evaporimeter varied between 2.00 – 18.00 mm day-1, 3.00 – 16.00 mm day-1, 3.00 – 15.00 mm day-1 for the years 2019, 2020 and 2021, respectively. The daily Epan amounts estimated by the Kohler – Nordensen model varied between 2.00 – 18.00 mm day-1, 3.93 – 14.38 mm day-1, 3.93 – 14.45 mm day-1, respectively. The accuracy levels of the Epan values estimated by the Kohler – Nordensen model were determined by considering the mean absolute percentage error (MAPE). The daily Epan values were estimated with an accuracy rate of 78.13% (MAPE= %21.87) in the first year, 86.54% (MAPE= %13.46) in the second year and 82.49% (MAPE= %17.51) in the third year. The differences between the means of the measured and estimated Epan value data groups were not found to be statistically significant (P> 0.05, n = 123). It was concluded that the daily Epan values estimated by the Kohler – Nordensen model in Kahramanmaraş conditions can be used instead of the daily Epan values measured from the Class-A pan evaporimeter.