不同蒸發(fā)的對比實(shí)驗(yàn)研究

汪瑩瑩

（安徽省水文局淠史杭蒸發(fā)試驗(yàn)站安徽六安237011）

不同蒸發(fā)的對比實(shí)驗(yàn)研究

汪瑩瑩

（安徽省水文局淠史杭蒸發(fā)試驗(yàn)站安徽六安237011）

本文根據(jù)對比試驗(yàn)觀測資料，對比分析了葛葛依土壤蒸發(fā)與E601-B水面蒸發(fā)變化規(guī)律。文中還分析了兩種蒸發(fā)量與氣象要素的相關(guān)關(guān)系。

葛葛依土壤蒸發(fā)；水面蒸發(fā)；相關(guān)分析

蒸發(fā)是水循環(huán)過程的重要環(huán)節(jié)，是水量平衡的基本要素之一。我國年降雨的56%消耗于蒸發(fā)，因此，對蒸發(fā)的觀測研究不僅對水文科學(xué)具有重要意義，同時(shí)對水資源評價(jià)、利用以及人類活動(dòng)對環(huán)境的評價(jià)，都具有重要的理論和實(shí)踐意義。

1 實(shí)驗(yàn)情況

對比試驗(yàn)在安徽省六安市望城崗水文實(shí)驗(yàn)站進(jìn)行，觀測場地面高程85m，設(shè)有氣溫、風(fēng)力、濕度、日照、葛葛依-500-50土壤蒸發(fā)（以下簡稱土壤蒸發(fā)）、E601-B型水面蒸發(fā)、水力式土壤蒸發(fā)等觀測項(xiàng)目。

望城崗站多年平均氣溫15.9℃，多年平均相對濕度76%，多年平均2.0級(jí)。多年平均日照時(shí)數(shù)1885.2h。多年平均降水量1114.1mm，屬北亞熱帶氣候。

葛葛依-500-50型土壤蒸發(fā)器（以下簡稱土壤蒸發(fā)）是通過稱量一定容積自然狀態(tài)土體，在一定時(shí)間間隔內(nèi)（所選的測定時(shí)段為5天）的重量變化來確定該時(shí)段土壤蒸發(fā)量的儀器。E601-B型水面蒸發(fā)（以下簡稱水面蒸發(fā)）為60cm口徑玻璃鋼材質(zhì)的水面蒸發(fā)器，每日8時(shí)觀測。

本次分析，主要是根據(jù)對比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過相對分析，來揭示土壤蒸發(fā)與水面蒸發(fā)的相關(guān)關(guān)系，探求蒸發(fā)與氣象要素的規(guī)律特性。

圖1 蒸發(fā)資料點(diǎn)繪相關(guān)曲線

從兩變量相關(guān)分析看，Ew蒸發(fā)資料偏大，顯示兩種儀器結(jié)構(gòu)、載體、觀測精度不同存在相關(guān)性。從圖上看：點(diǎn)群分布呈一帶狀，通過相關(guān)計(jì)算建立了方程如表1。

表1 相關(guān)方程式和累計(jì)頻率誤差統(tǒng)計(jì)

2 影響蒸發(fā)因素的分析

水面蒸發(fā)強(qiáng)度完全受控于當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件,如溫度、風(fēng)、濕度等；土壤蒸發(fā)強(qiáng)度除了受氣象因素影響外,主要取決于表層（0cm～20cm）土壤的含水量的狀況。但多數(shù)條件下以供水條件起主要控制作用，情況顯然較水面蒸發(fā)復(fù)雜的多。隨著土壤濕度的增大，土壤蒸發(fā)可分為三個(gè)明顯不同階段：第一階段土壤水分達(dá)到或高于田間最大持水量，此間土壤蒸發(fā)近似或等于水面蒸發(fā)稱為蒸發(fā)能力，第二階段為毛管上移，期間土壤蒸發(fā)的大小不僅受氣象因素影響，而且與毛管上移速度有關(guān)。第三階段為毛管水破裂階段，蒸發(fā)速率受水汽擴(kuò)散速度階段，這三個(gè)階段的土壤水分運(yùn)移與土壤水分大小有關(guān)。

3 相關(guān)分析

3.1 采用資料

對比試驗(yàn)在安徽省六安市望城崗水文實(shí)驗(yàn)站進(jìn)行，選取2012年至2014年的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。為方便起見，我們以“ES”表示土壤蒸發(fā)量，“EW”表示水面蒸發(fā)量。

3.2 計(jì)算模型的建立

根據(jù)多年平均旬值ES、Ew蒸發(fā)資料點(diǎn)繪相關(guān)曲線，如圖1。

從以上分析成果看：1號(hào)方程相關(guān)系數(shù)γ=0.834累計(jì)頻率誤碼差小于10%的有36%，20%的有61%，30%的有72%，50%的有97%，經(jīng)還原計(jì)算此對比精度較高。

4號(hào)方程，即ES、EW、t三因素復(fù)相關(guān)，計(jì)算結(jié)果：ES、EW相關(guān)系數(shù)γ=0.834，ES、t相關(guān)系數(shù)γ=0.866，EW、t相關(guān)系數(shù)γ=0.91，ES、EW、t三因素相關(guān)系數(shù)γ=0.873；7號(hào)方程，即ES、EW、d三因素復(fù)相關(guān)，計(jì)算結(jié)果：ES、EW相關(guān)系數(shù)γ=0.834，ES、d相關(guān)系數(shù)γ=0.739，EW、d相關(guān)系數(shù)γ=0.962，ES、EW、t三因素相關(guān)系數(shù)γ=0.867。說明這些因素都存在較好的相關(guān)性。另外又對各相關(guān)因素做汛期非汛期的相關(guān)分析，得出汛期累計(jì)頻率誤差要好于全年和非汛期。

4 結(jié)語

水面蒸發(fā)和土壤蒸發(fā)原本就是兩個(gè)不同屬性的蒸發(fā)，通過回歸方程探究土壤蒸發(fā)與水面蒸發(fā)的相關(guān)關(guān)系。ES與EW年平均旬蒸發(fā)量相關(guān)系數(shù)γ=0.834，雖點(diǎn)群不夠集中，但經(jīng)還原計(jì)算與實(shí)測值相對誤差大多在30%以內(nèi)，保證資料精度。

ES、EW、t三因素相關(guān)系數(shù)γ=0.873，經(jīng)還原計(jì)算相對大多誤差在30%內(nèi)，從汛期、非汛期分析來看，相關(guān)關(guān)系要好于全年的。ES、EW、d三因素相關(guān)系數(shù)γ=0.867，經(jīng)還原計(jì)算相對大多誤差在50%內(nèi)，從汛期、非汛期分析來看，汛期的相關(guān)關(guān)系較好，非汛期和全年的相關(guān)關(guān)系較差，本次分析采用直線、復(fù)相關(guān)2個(gè)方程式，均可用于解決土壤蒸發(fā)和水面蒸發(fā)觀測資料的插補(bǔ)、移用和延長。

[1]王樹萱.關(guān)于水面蒸發(fā)規(guī)律的研究[J].安徽水利科技，1985，（4）：20-22.

[2]吳傳余,蔡正中,王樹萱.皖西丘陵區(qū)土壤蒸發(fā)規(guī)律研究.安徽水利科技,2001增刊.

[3]吳傳余，汪瑩瑩，劉洋.皖西地區(qū)水面蒸發(fā)量變化趨勢及其影響因素分析[A].安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2012,12(4):10-12.

[4]曹之樺,編著.水文統(tǒng)計(jì)學(xué).水利水電出版社,1985.