沙河市蒸發(fā)量分析計(jì)算

劉慶華，劉英學(xué)

(河北省邢臺(tái)水文水資源勘測(cè)局，河北 邢臺(tái) 054000)

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沙河市蒸發(fā)量分析計(jì)算

劉慶華，劉英學(xué)

(河北省邢臺(tái)水文水資源勘測(cè)局，河北 邢臺(tái) 054000)

蒸發(fā)過(guò)程與我們的河流、地球的植被和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)關(guān)系密切。水面蒸發(fā)量計(jì)算，是水文計(jì)算、洪水預(yù)測(cè)、水資源調(diào)查評(píng)價(jià)等工作中非常重要的內(nèi)容，以河北省沙河市為研究對(duì)象，對(duì)5處水面蒸發(fā)站1987～2007年近30年資料進(jìn)行收集分析計(jì)算，將不同器皿的蒸發(fā)資料換算成蒸發(fā)器E-601蒸發(fā)量進(jìn)行折算，結(jié)果表明沙河市多年平均蒸發(fā)量為1 106.1 mm，且在地區(qū)分布上呈現(xiàn)明顯地帶差異，平原區(qū)蒸發(fā)量大于山區(qū)蒸發(fā)量。研究結(jié)果對(duì)掌握區(qū)域的蒸散發(fā)規(guī)律具有重要的意義。

蒸發(fā)；蒸發(fā)量計(jì)算；規(guī)律；沙河市

沙河市在河北省的南部，太行山東部。有16個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、總?cè)丝?7萬(wàn)，沙河市東西為71.5 km，南北22 km，總的面積為983 km2。

境內(nèi)地勢(shì)西高東低，山區(qū)、丘陵、平原，面積各占33%。地貌特征顯著，主要表現(xiàn)為高低差別大，最高山地與最低平原相差1 383 m，地貌類別較多，有山地、丘陵、平原、河川、洼地、沙灘，地貌單元排列齊整，平原、丘陵、山地自東向西排列，級(jí)級(jí)上升，井然有序，這種地勢(shì)便于暖濕氣團(tuán)深入，也利于各河川徑流匯聚平原，形成一個(gè)有山、水、林、田、路的完美的地理環(huán)境。

1 基本資料

本次評(píng)價(jià)收集了水面蒸發(fā)站5處，其中氣象單位的蒸發(fā)站3處，水文單位的蒸發(fā)站2處。采用1981～2007年系列資料。

有資料站的資料質(zhì)量較好，區(qū)域內(nèi)分布均勻，使用的儀器為D-20蒸發(fā)皿和E-601型蒸發(fā)器。

2 水面蒸發(fā)量的折算

依據(jù)省內(nèi)水資源評(píng)價(jià)技術(shù)細(xì)則的規(guī)定，把E-601觀測(cè)的資料當(dāng)作水面蒸發(fā)量。水文單位的蒸發(fā)站在結(jié)冰期使用D-20蒸發(fā)皿，非結(jié)冰期使用E-601蒸發(fā)器或80c m套盆蒸發(fā)皿來(lái)測(cè)定水面蒸發(fā)量，氣象單位采用D-20蒸發(fā)皿測(cè)定水面蒸發(fā)量。因此，要把不同器皿的蒸發(fā)資料換算成蒸發(fā)器E-601的蒸發(fā)量。

通過(guò)對(duì)蒸發(fā)站多年的D20蒸發(fā)資料和E601蒸發(fā)資料分析，并依據(jù)《河北省水面蒸發(fā)研究報(bào)告》成果，依據(jù)氣溫、氣壓、風(fēng)、濕度、云、降水等要素的自然分布，采用合適的修正系數(shù)，不同器皿所采用的水面蒸發(fā)量對(duì)標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)器(E-601型蒸發(fā)器)的折算系數(shù)見(jiàn)表1。

表1 水面蒸發(fā)折算系數(shù)采用值(折算成E-601)

3 水面蒸發(fā)量

水面蒸發(fā)主要受氣象因素影響，太陽(yáng)的輻射、溫度、濕度、風(fēng)、氣壓等,水面蒸發(fā)來(lái)說(shuō)，還有水體本質(zhì)的狀況等因素,用E-601蒸發(fā)皿觀測(cè)值大致代表水面的蒸發(fā)能力，經(jīng)計(jì)算，沙河市年多年平均蒸發(fā)量為1 106.1 mm(1981～2010)，其中山丘區(qū)1 064.9 mm，平原區(qū)1 185.3 mm。

選用站1981～2010年多年平均水面蒸發(fā)量統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。

表2 選用站多年平均水面蒸發(fā)量計(jì)算成果表

4 水面蒸發(fā)的區(qū)域分布

對(duì)水面蒸發(fā)的地區(qū)分布進(jìn)行了分析，把各站的蒸發(fā)資料換算為E-601觀測(cè)值，根據(jù)有蒸發(fā)資料的站畫(huà)出多年平均(1981～2010年)水面蒸發(fā)量等值線圖可知，沙河市蒸發(fā)的分布規(guī)律是平原大于山區(qū)。水面蒸發(fā)的這種分布規(guī)律基本與風(fēng)速、飽和水汽壓差及輻射的地區(qū)分布規(guī)律一致。

5 水面蒸發(fā)的季節(jié)變化及年內(nèi)分配

沙河市地處暖溫帶半濕潤(rùn)氣候區(qū)。水面蒸發(fā)受氣象因素影響，也有明顯的季節(jié)性變化。其年內(nèi)分配受各月氣溫、空氣的濕度、和大風(fēng)天氣的多少等綜合影響。春季風(fēng)大，干旱少雨，而雨季一般在六、七月份才開(kāi)始，有時(shí)要到七月份，夏天氣溫高、非常干熱，有利于水汽蒸發(fā)，所以流域內(nèi)5、6月蒸發(fā)量最大，最大一日的蒸發(fā)量達(dá)11 mm以上，5月和6月份的水面蒸發(fā)量約占全年的三分之一；7、8、9月份雖然氣溫高，但降雨的次數(shù)很多，空氣中的濕度很大，而風(fēng)速比較小，所以這段時(shí)間蒸發(fā)量小于4、5、6三個(gè)月的蒸發(fā)量之和，蒸發(fā)量約是全年的30%；10、11月的氣溫慢慢降低，蒸發(fā)量也越來(lái)越減少?；旧厦磕甑?月和12月處于結(jié)冰期，它的氣溫處天最低階段，蒸發(fā)量也最小，每天的平均蒸發(fā)量在1 mm左右，兩個(gè)月的蒸發(fā)量只大約占全年的5%左右。沙河市山丘區(qū)和平原區(qū)多年平均蒸發(fā)量見(jiàn)下圖1和圖2。

圖1 沙河市平原區(qū)多年平均蒸發(fā)量

圖2 沙河市山丘區(qū)多年平均蒸發(fā)量

6 干旱指數(shù)分析

干旱指數(shù)(γ)是反映當(dāng)?shù)貧夂蚋珊党潭鹊膮?shù)，用公式來(lái)表示，即：

干旱指數(shù)γ>1.0，說(shuō)明年蒸發(fā)量大于年降水量，表明該區(qū)域的氣候是干旱的，γ值越大，干旱的情況就越嚴(yán)重；干旱指數(shù)γ<1.0，說(shuō)明年蒸發(fā)量小于年降水量，表明該區(qū)域的氣候是濕潤(rùn)的，γ越小，氣候越濕潤(rùn)。一般認(rèn)為，干旱指數(shù)在0.5～1時(shí)為濕潤(rùn)區(qū)、1～3為半濕潤(rùn)區(qū)、3～5為半干旱區(qū)，5～10為干旱區(qū)、大于10為嚴(yán)重干旱或極端干旱區(qū)。

按上式計(jì)算縣域內(nèi)各分區(qū)多年平均干旱指數(shù)得：山丘區(qū)干旱指數(shù)為1.74，平原區(qū)干旱指數(shù)為2.31，全市干旱指數(shù)平均為1.91，屬于半濕潤(rùn)區(qū)。

沙河縣山丘區(qū)多年平均年降水量610.2 mm，平原區(qū)年降水量為511.3 mm，干旱指數(shù)在1.7～2.4之間，在降水分區(qū)上都屬于過(guò)渡帶。

7 結(jié)語(yǔ)

水面蒸發(fā)受熱力因子(太陽(yáng)輻射、日照、氣溫等)和動(dòng)力因子(風(fēng)速、飽和水汽壓差)的共同作用，在地區(qū)分布上表現(xiàn)出明顯的地帶性差異。在影響蒸發(fā)的氣象因子中，一般氣溫隨高程的增加而降低，風(fēng)的速度是隨著高程增大的，各因素綜合影響的結(jié)果是隨高程增加而蒸發(fā)量會(huì)減少。在地理分布上，一般平原大于山區(qū)，水土流失情況嚴(yán)重、植被稀而疏、干旱又高溫的地區(qū)蒸發(fā)量大于植被良好、溫度較低的地區(qū)。另外飽和水汽壓差小，比較濕潤(rùn)的地方，不利于蒸發(fā)，蒸發(fā)量較小；飽和水汽壓差大、比較干燥的地方蒸發(fā)量大。沙河市水面蒸發(fā)量等值線圖的分布趨勢(shì)基本符合上述規(guī)律，即平原大于山區(qū)。

[1]丁炳坤.工程水文學(xué)[M]. 中國(guó)水利水電出版社.1994.6.

[2]胡春歧，劉惠霞，胡軍波. 紫荊關(guān)以上流域下墊面條件變化對(duì)產(chǎn)匯流影響分析[J].南水北調(diào)與水利科技. 2008, 5(1): 50-52.,2006，(6)：245-246.

[3]施成熙，牛克源，陳天珠，等.水面蒸發(fā)器折算系數(shù)研究[J].地理科學(xué).1986(04).

2016-10-31

劉慶華(1985-)，男，河北蠡縣人，工程師，主要從事水資源及水環(huán)境工作。

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1004-1184(2017)02-0141-01