Prosty model ewapotranspiracji dla wybranych roślin energetycznych

• Autorzy: Żyromski A. , Szulczewski W. , Biniak-Pieróg M. , Okrasińska H.

Warianty tytułu

EN

Simple model of evapotranspiration of selected energy plants

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Pomiary terenowe ewapotranspiracji roślin są pracochłonne i wymagają specjalistycznej aparatury. Z tego też względu postanowiono opracować model umożliwiający ocenę ewapotranspiracji dobową w ciągu okresu wegetacji roślin na podstawie pomiarów terenowych ewapotranspiracji wierzby wiciowej (Salix viminalis L.) i ślazowca pensylwańskiego (Sida hermaphrodita (L.) Rusby), parowania z wolnej powierzchni wodnej i sum dobowych opadów atmosferycznych. Badania prowadzono na terenie Obserwatorium Agro- i Hydrometeorologii Wrocław - Swojec, należącego do Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Zagadnienie zostało rozwiązane za pomocą algorytmu genetycznego, który pozwala na uzyskanie najlepszego dopasowania szukanej funkcji do danych uzyskanych empirycznie. Oceny modelu dokonano na podstawie następujących wskaźników: RRMSE (ang. "Relative Root Mean Squared Error"), EF (ang. "Modeling Efficiency"), CRM (ang. "Coefficient of Residual Mass"), współczynnika korelacji oraz współczynnika determinacji. Weryfikacja modelu została przeprowadzona na zestawie danych dla tych samych roślin, jednak uzyskanych z innego ewaporometru. Przeprowadzone analizy dają podstawy do stwierdzenia, że opracowany model umożliwia obliczenie ewapotranspiracji rzeczywistej dla dwóch roślin energetycznych: ślazowca pensylwańskiego oraz wierzby wiciowej. Ze względu na krótki okres badań wymaga on jeszcze doprecyzowania na dłuższym ciągu pomiarowym.

EN

Field measurements of evapotranspiration are time consuming and require specialized equipment. For this reason, basing on field measurements of common osier and Virginia fanpetals' evapotranspiration, evaporation from free water surface and daily precipitation sums, it was decided to develop mathematical model allowing to estimate evapotranspiration during growing season. The study was conducted in the area of Agro and Hydrometeorology Observatory located in Wrocław - Swojec, that belongs to Wrocław University of Environmental and Life Sciences. The problem was solved using the genetic algorithm, which allowed to obtain the best fit of the function to the data obtained empirically. Model evaluation was based on the following indices: RRMS (Relative Root Mean Squared Error), EF (Modeling Efficiency), CRM (Coefficient of Residual Mass), the correlation and determination coefficients. Model verification was performed for the data of the same plants, but obtained for another evaporimeter. The analyzes led to the conclusion that the developed model allowed to calculate actual evapotranspiration for two energy plants: Virginia fanpetals and common osier. However, the short period of field measurements requires further clarification basing on longer observation series.

Słowa kluczowe

PL

ewapotranspiracja; model matematyczny; rośliny energetyczne

EN

energy plants; evapotranspiration; mathematical model

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie
• Rocznik: 2012
• Tom: T. 12, z. 2
• Strony: 391--399
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., wykr.

Twórcy

autor

Żyromski A.

autor

Szulczewski W.

autor

Biniak-Pieróg M.

autor

Okrasińska H.

• Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Instytut Kształtowania i Ochrony Środowiska, pl. Grunwaldzki 24, 50-363 Wrocław; tel. [phone],

Bibliografia

• A-STER. Ewaporometr EWP - 992. Instrukcja obsługi. Kraków ss. 21.
• BAC S., JANGAS J. 1984. Urządzenie do pomiarów i rejestracji parowania, osadów i opadów atmosferycznych. W: Problematyka hydrologiczna i meteorologiczna małych zlewni rzecznych. Materiały Ogólnopolskiego Sympozjum Naukowego. Wrocław. PTGeof. s. 5-7.
• BAC S., JANGAS J. 1985. Wzór użytkowy nr 59735. Urządzenie do pomiaru i rejestracji zmian masy, zwłaszcza niektórych elementów bilansu wodnego.
• BELLOCCHI G., ACUTIS M., FILA G., DONATELLI M. 2002. An indicator of solar radiation model performance based on a fuzzy expert system. Agronomy Journal. Vol. 94 s. 1222-1233.
• BORKOWSKA H., STYK B. 2006. Ślazowiec pensylwański (Sida hermaphrodita Rusby). Uprawa i wykorzystanie. Wyd. 2. Lublin. Wydaw. AR. ISBN 83-72951-42-3 ss. 69.
• DENISIUK W. 2005. Możliwości wykorzystania ślazowca pensylwańskiego w energetyce. Inżynieria Rolnicza. Nr 6 s. 105-113.
• DUBAS J.W. 2003. Wierzba energetyczna - uprawa i technologie przetwarzania. Bytom. Wyższa Szkoła Ekonomii i Administracji ss. 138.
• FOX D.G. 1981. Judging air quality model performance: a summary of the AMS workshop on dispersion models performance. Bulletin of the American Meteorological Society. Vol. 62 s. 599-609.
• HELLER M.C., KEOLEIAN G.A., MANN M.K., VOLK T.A. 2004. Life cycle energy and environment al benefits of generating electricity from willow biomass. Renewable Energy. Vol. 29. Iss. 7 s. 1023-1042.
• JEŻOWSKI S. 2003. Rośliny energetyczne - produktywność oraz aspekt ekonomiczny, środowiskowy i socjalny ich wykorzystania jako biopaliwa. Postępy Nauk Rolniczych. T. 3 s. 61-72.
• KOWALIK P. 2010. Agrohydrologia obliczeniowa. Monografie KGW PAN. Z. 33. ISSN 0867-7816 ss. 207.
• LOAGUE K., GREEN R.E. 1991. Statistical and graphical methods for evaluating solute transport models: overview and application. Journal Contaminant Hydrology. Vol. 7 s. 51-73.
• PRICE K.V., STORN R.M., LAMPINEN J.A. 2005. Differential evolution - A practical approach to global optimization. Berlin, Heidelberg. Springer Verl. ISBN 978-3-540-20950-8 ss. 538.
• SŁAWIŃSKI C., CYMERMAN J., LAMORSKI K., RYŻAK M. 2009. Stosunki wodne w wybranych glebach pod wierzbą krzewiastą i ślazowcem pensylwiańskim. Acta Agrophysica. No 14(2) s. 479-489.
• STOLARSKI M., SZCZUKOWSKI S., TWORKOWSKI J. 2002. Produktywność klonów wierzb krzewiastych uprawianych na gruntach ornych w zależności od częstotliwości zbioru i gęstości sadzenia. Fragmenta Agronomica. No 2 s. 39-51.
• SZCZUKOWSKI S., TWORKOWSKI J., STOLARSKI M., PRZYBOROWSKI J. 2004. Plon biomasy wierzb krzewiastych pozyskiwanych z gruntów rolniczych w cyklach jednorocznych. Fragmenta Agronomica. No 2 s. 5-18.