Evaporation from a waste-rock surface, Key Lake, Saskatchewan

摘要

An accurate evaluation of the water balance and net percolation through mine waste-rock piles is critical to the development of decommissioning plans for these wastes. One of the most difficult components of the water balance to quantify is evaporation. Evaporation and the surface energy balance were directly measured from a fine- to medium-grained sand waste-rock pile near Key Lake, Saskatchewan, Canada between 6 June and 25 August 2002 using the eddy covariance method. Actual evaporation for the 81 day study period was 145 mm, which was significantly less than both a potential evaporation of 247 mm and rainfall of 236 mm during this period. The waste-rock pile had a distinct radiation and energy balance as high surface albedo reduced available energy for evaporation. The greatest fraction of daytime available energy was partitioned into latent heat, followed by soil heat flux, and sensible heat flux, respectively. The Bowen ratio averaged 0.45 ± 0.10 for the entire study period. A simple actual evapotranspiration model, which is an extension of Penman and consistent with the complementary approach, was used to simulate evaporation atop the pile. Model results indicate 134 mm of evaporation for the study period and agree well with observations.Key words: evaporation, waste-rock, energy balance, eddy covariance, acid rock drainage.Une évaluation précise de l'équilibre d'eau et de l'infiltration nette à travers des piles de stériles de roc est critique pour la mise au point des plans d'abandon de ces résidus. Une des composantes les plus difficiles à quantifier pour l'équilibre d'eau est l'évaporation. L'équilibre de l'évaporation et de l'énergie de surface a été mesuré directement dans une pile de stériles rocheux constitués de grains de sable fin à médium près de Key Lake en Saskatchewan, Canada, au moyen de la méthode de covariance de tourbillons entre le 6 juin et le 25 août 2002. L'évaporation réelle pour la période d'étude de 81 jours a été de 145 mm, ce qui était appréciablement inférieur à une évaporation potentielle de 247 mm et une chute de pluie de 236 mm durant cette période. La pile de stériles de roc avait une irradiation et une balance d'énergie distinctes parce que l'albédo élevé de la surface réduisait l'énergie disponible pour l'évapor ation. La plus grande fraction d'énergie disponible dans le jour était divisée entre la chaleur latente, suivie du flux de chaleur du sol et du flux de chaleur sensible respectivement. Le rapport de Bowen était en moyenne de 0,45 ± 0,10 pour la période complète de l'étude. Un simple modèle réel d'évapotranspiration, qui est une extension de Penman et est compatible avec l'approche complémentaire, a été utilisé pour simuler l'évaporation au sommet de la pile. Les résultats de modèle indiquent une évaporation de 134 mm pour la période de l'étude et sont en bonne concordance avec les observations.Mots clés : évaporation, stériles rocheux, balance d'énergie, covariance de tourbillons, drainage acide de la roche.[Traduit par la Rédaction]