覆蓋面積和網(wǎng)圍結(jié)構(gòu)對(duì)水面蒸發(fā)抑制率的影響

李勛　嚴(yán)新軍　侍克斌

摘要：新疆地處僻遠(yuǎn)的西北內(nèi)陸地區(qū)，氣候干旱少雨，蒸發(fā)損失嚴(yán)重，對(duì)于水資源短缺的西北內(nèi)陸地區(qū)來(lái)說(shuō)，減少水資源的不必要損失迫在眉睫。為此開(kāi)展了專項(xiàng)試驗(yàn)研究，研究過(guò)程中，以減少水面蒸發(fā)、節(jié)約水資源為研究目標(biāo)，選擇極性浮球作為防蒸發(fā)材料，以探究不同覆蓋面積和網(wǎng)圍結(jié)構(gòu)對(duì)蒸發(fā)抑制率的影響。為了便于觀察和管理，將浮球分成兩組布置在水庫(kù)庫(kù)邊，每組各設(shè)5種不同的覆蓋面積，依次為0.28，0.43，0.60，0.79m2和1.02m2（覆蓋面積不包括白色網(wǎng)圍），記錄試驗(yàn)期內(nèi)不同風(fēng)速下浮球的濕潤(rùn)面積，并計(jì)算浮球的蒸發(fā)抑制率。試驗(yàn)結(jié)果表明：蒸發(fā)抑制率與覆蓋面積和網(wǎng)圍結(jié)構(gòu)有關(guān)，當(dāng)采用三角形網(wǎng)圍且覆蓋面積為1.02m2時(shí)，蒸發(fā)抑制率最優(yōu)，可達(dá)到83.8%;隨著覆蓋面積的增加，蒸發(fā)抑制率逐漸提高，當(dāng)蒸發(fā)抑制率接近91%時(shí)，兼顧到結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，就需要采用4.48m2的三角形網(wǎng)圍作為一個(gè)覆蓋單元來(lái)進(jìn)行局部鋪設(shè)。

關(guān)鍵詞：覆蓋面積;網(wǎng)圍結(jié)構(gòu);水面蒸發(fā);蒸發(fā)抑制率

中圖法分類號(hào)：P33

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2019.03.021

文章編號(hào)：1001-4179（2019）03-0117-07

1 研究背景

自然界中水分蒸發(fā)無(wú)處不在，其主要受天氣氣象因素的影響，這些因素主要包括溫度、相對(duì)濕度、飽和水汽壓以及風(fēng)速等。由于水資源的短缺，就使得如何保護(hù)好水資源、提高水資源的有效利用率成為全世界關(guān)注的重點(diǎn)。目前，水庫(kù)的節(jié)水問(wèn)題主要分為兩類，即防滲漏和防蒸發(fā)。關(guān)于水庫(kù)防滲的問(wèn)題，目前我國(guó)的應(yīng)對(duì)技術(shù)已趨于成熟，比如鋪設(shè)土工膜并在枯水期對(duì)大壩和地基加以處理。因此，如何減少水庫(kù)不必要的蒸發(fā)損失，成為水庫(kù)節(jié)水面臨的主要難題，而關(guān)于水庫(kù)防蒸發(fā)問(wèn)題的研究目前已取得了一些成績(jī)。

近年來(lái)，吳邦信、陳天祥等人以我國(guó)盛產(chǎn)的烏柏脂為原料制取了棕櫚酸、油酸的聚氧乙烯酰胺和氨基醇酰胺，用所得到的非離子型表面活性劑來(lái)抑制水面蒸。2001年，侍克斌等首次提出了采用苯板（泡沫塑料板）覆蓋旱區(qū)平原水庫(kù)進(jìn)行防蒸發(fā)的理念，并分析了苯板在水面上的受力情況8。2006年，Alvarez等對(duì)不同顏色的單、雙層聚乙烯網(wǎng)和單層鋁網(wǎng)覆蓋水面的消減效果進(jìn)行了研究，從而得知雙層要好于單層，而單層網(wǎng)的消減效果又與顏色有關(guān)，消減率從大到小依次是黑色、.藍(lán)色、綠色、白色;同時(shí)通過(guò)研究，得出了聚乙烯浮箱的防蒸發(fā)效果與不同顏色之間的關(guān)系。2008年，武金慧通過(guò)對(duì)比浮板與油蠟的節(jié)水效率，得出了板材類覆蓋物的節(jié)水效率較高的結(jié)論。2010年，寧夏大學(xué)田軍倉(cāng)等研制出了一種能夠抑制水面蒸發(fā)的節(jié)水輕質(zhì)混凝土板（塊），為了抗凍，將板或塊的底部形狀設(shè)計(jì)為下凸形，若水面積較小，即可全覆蓋水面;若水面積較大，則可覆蓋60%～85%的水面，在布置時(shí)，還需要栽植高大喬木樹(shù)來(lái)做防風(fēng)處理。

Alam、Alshaikh利用棕櫚葉進(jìn)行了抑制蒸發(fā)試驗(yàn)以提高儲(chǔ)水效率，試驗(yàn)結(jié)果表明，環(huán)境溫度直接影響著水體蒸發(fā)的速率。在將棕櫚葉單層覆蓋改為雙層覆蓋后，蒸發(fā)率約為58%，比單層覆蓋時(shí)減少了約19%。Assouline研究了局部覆蓋水面的防蒸發(fā)效果，結(jié)果表明，單開(kāi)口的防蒸發(fā)效果要比等面積分布式小開(kāi)口的防蒸發(fā)效果好。2013年，新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)的張永山、宋興亮分別利用塑料空心板和彩鋼夾芯板進(jìn)行了防蒸發(fā)的試驗(yàn)，并探究了覆蓋面積和連接形式對(duì)防蒸發(fā)效果的影響，使得水面防蒸發(fā)問(wèn)題的研究又有了新的進(jìn)展。2014年，新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)的張曉浩利用PVC浮板在水庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)做了單板和群板的防蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)，并采用了一定的連接形式（柔性連接）將板材連接成具有一定強(qiáng)度的整體，取得了具有一定價(jià)值的研究成果。2014年，石河子大學(xué)的唐凱等研究了苯板在不同覆蓋率下的消減蒸發(fā)效果，由于苯板屬于脆性材質(zhì)，應(yīng)用于大型水庫(kù)時(shí)受風(fēng)浪的作用而易被破壞，因此得出了將苯板應(yīng)用于小水體時(shí)，其防蒸發(fā)效果較好的結(jié)論。2015年，新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)的李存立利用PVC泡沫浮板探究了覆蓋面積與防蒸發(fā)效果之間的聯(lián)系，得出了當(dāng)板材連接成6m2時(shí)，其防蒸發(fā)效果與成本比值最優(yōu)的結(jié)論。

通過(guò)總結(jié)和歸納前人的研究成果，發(fā)現(xiàn)目前對(duì)于浮球覆蓋水庫(kù)局部水面的節(jié)水效率尚不清楚，因此，本文將以極性浮球作為防蒸發(fā)材料，來(lái)探究浮球覆蓋水庫(kù)局部水面的節(jié)水效率。由于單體浮球穩(wěn)定性較差，在小風(fēng)浪作用下就會(huì)出現(xiàn)潤(rùn)濕的情況，故在水體表面鋪設(shè)了網(wǎng)圍，以提高浮球的整體性，并從覆蓋面積和網(wǎng)圍結(jié)構(gòu)兩個(gè)角度入手開(kāi)展研究?？紤]到西北內(nèi)陸地區(qū)缺水和水資源分布不均等問(wèn)題，該研究結(jié)果對(duì)于有效節(jié)約水資源、提高水的有效利用率，以及對(duì)西北地區(qū)的發(fā)展將具有重要意義;同時(shí)，也將帶來(lái)巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

2 試驗(yàn)地點(diǎn)氣象情況

試驗(yàn)地點(diǎn)位于吐魯番市高昌區(qū)勝金鄉(xiāng)以西5km處的一座水土保持水庫(kù)，該處屬于典型的大陸性干旱荒漠氣候;西南與火焰山接壤，北部與天山山脈相鄰，地勢(shì)特點(diǎn)為北高南低中間凹，屬于典型的盆地地勢(shì);四周高山圍繞，晝夜溫差大，多年平均降水量為15.6mm，而蒸發(fā)量卻高達(dá)2545.7mm。試驗(yàn)期內(nèi)，最高溫度為489C，最低溫度為12C，最大相對(duì)濕度為98%，最小相對(duì)濕度為2%，最大風(fēng)速為13.7m/s，最小風(fēng)速為0m/s，平均風(fēng)速為4.9m/s，常見(jiàn)風(fēng)速區(qū)間為0～3.3m/s，占試驗(yàn)周期的75%。

3 試驗(yàn)材料及方法

3.1 試驗(yàn)材料

浮球的密度和穩(wěn)定性決定了在風(fēng)浪作用下的濕潤(rùn)率，密度越大，穩(wěn)定性越高，濕潤(rùn)率越小。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)4種浮球在風(fēng)浪作用下的濕潤(rùn)情況進(jìn)行對(duì)比分析，選取了濕潤(rùn)率最小的極性浮球作為防蒸發(fā)覆蓋物。同時(shí)，為了避免對(duì)水環(huán)境造成危害，選用的極性浮球（直徑為9.5cm，質(zhì)量為50g，密度為0.111g/cm3）還應(yīng)具備以下特性：無(wú)毒、密度適中可以漂浮于水體表面、斥水以及阻熱等。作為防蒸發(fā)覆蓋物，極性浮球具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1） 由于球體表面為光滑的弧形結(jié)構(gòu)，在風(fēng)浪作用下不會(huì)發(fā)生疊摞現(xiàn)象;同時(shí)球體具有滾動(dòng)性，可以改善擱淺庫(kù)邊和壩坡的現(xiàn)象。

（2） 當(dāng)球體表面被潤(rùn)濕時(shí)，球體表面的水分會(huì)迅速滑落到水中，只有少量水分會(huì)附著在球體表面，以有利于防蒸發(fā)。

（3） 極性浮球相對(duì)于其他普通浮球來(lái)說(shuō)，球體為非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，重心在球中心的下部，風(fēng)浪作用下的穩(wěn)定性更好。

3.2 試驗(yàn)原理

水體表面蒸發(fā)受風(fēng)速、溫度、蒸發(fā)表面積等因素的影響，風(fēng)速越大，溫度越高，蒸發(fā)表面積越大，蒸發(fā)速率越快，蒸發(fā)量就越大。浮球覆蓋水體表面可以直接阻擋太陽(yáng)的輻射，降低水體表面的溫度，降低風(fēng)速對(duì)水面的影響，同時(shí)也阻礙了水面與大氣之間的水分交換過(guò)程，大幅度減少了蒸發(fā)表面積，從而達(dá)到防蒸發(fā)的目的。但是由于浮球自身的穩(wěn)定性較弱，當(dāng)浮球在水面上漂浮時(shí)，在風(fēng)浪的作用下易被潤(rùn)濕，因而對(duì)防蒸發(fā)也會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。針對(duì)浮球穩(wěn)定性弱的問(wèn)題，采用了網(wǎng)圍結(jié)構(gòu)的布置形式，并利用三角形穩(wěn)定的特點(diǎn)對(duì)網(wǎng)圍結(jié)構(gòu)加以優(yōu)化改進(jìn)，可以有效減小風(fēng)浪作用對(duì)其造成的影響。上述分析表明，控制上述負(fù)面的影響因素并采用網(wǎng)圍結(jié)構(gòu)的布置形式來(lái)抑制水面的蒸發(fā)，在實(shí)際工程中是可行的。

4 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

4.1 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

試驗(yàn)期選在4～10月，共187d，基本上可以觀測(cè)到全年中出現(xiàn)的各級(jí)風(fēng)速，并進(jìn)行濕潤(rùn)率的測(cè)量。為了確保試驗(yàn)人員的人身安全，便于試驗(yàn)期間的觀察和管理，將試驗(yàn)材料布置在水位較淺的庫(kù)邊。試驗(yàn)分為兩組（圓形網(wǎng)圍和三角形網(wǎng)圍）進(jìn)行，每組各設(shè)有5種不同的覆蓋面積，依次為0.28，0.43，0.60，0.79m2和1.02m2（覆蓋面積不包括白色網(wǎng)圍）;單個(gè)浮球直徑所覆蓋的面積為S東=70.8821842cm2，每組網(wǎng)圍覆蓋個(gè)數(shù)依次為40，60，84，112個(gè)和144個(gè)。在試驗(yàn)期內(nèi)，風(fēng)速區(qū)間為1.6～3.3m/s的天數(shù)有83d，占整個(gè)試驗(yàn)期總天數(shù)（187d）的44%，因此該風(fēng)速區(qū)間內(nèi)浮球的濕潤(rùn)情況會(huì)更具有代表性，可以更好地反映浮球在試驗(yàn)期內(nèi)大部分時(shí)間的濕潤(rùn)狀況。表1和表2分別為試驗(yàn)中的第1組和第2組浮球布置情況及浮球的濕潤(rùn)率。

由表1和表2中的數(shù)據(jù)可知：①當(dāng)網(wǎng)圍結(jié)構(gòu)相同時(shí)，覆蓋浮球的數(shù)量越多，覆蓋的面積越大，濕潤(rùn)率就越低;②當(dāng)覆蓋浮球的數(shù)量和面積相同時(shí)，由于三角形網(wǎng)圍結(jié)構(gòu)具有更好的穩(wěn)定性，因而三角形網(wǎng)圍內(nèi)的浮球濕潤(rùn)率較低。

4.2 試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)布置圖

在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，將浮球分成兩組布置在庫(kù)邊，每組各設(shè)有5種不同覆蓋面積的網(wǎng)圍（三角形網(wǎng)圍和圓形網(wǎng)圍），依次鋪設(shè)。每組組內(nèi)網(wǎng)圍覆蓋個(gè)數(shù)依次為40，60，84，112個(gè)和144個(gè)，覆蓋面積依次為0.28，0.43，0.60，0.79m'2和1.02m2（覆蓋面積不包括白色網(wǎng)圍）。試驗(yàn)球布置狀況如圖1～3所示。

4.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

在試驗(yàn)期內(nèi)，風(fēng)速是由VC816B型風(fēng)速儀所測(cè)得的試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)速，將試驗(yàn)期內(nèi)的風(fēng)速情況歸結(jié)為天（d）來(lái)計(jì)算，試驗(yàn)期的風(fēng)速數(shù)據(jù)如表3所列。

靜止時(shí)，水平面以，上的面積為可濕潤(rùn)的面積。觀察并記錄下了浮球在不同風(fēng)速下、水平面以上被水打濕的面積，亦即濕潤(rùn)面積，并計(jì)算出了浮球的平均濕潤(rùn)率。表4，5分別為圖形網(wǎng)圍和三角形網(wǎng)圍內(nèi)浮球在不同風(fēng)速區(qū)間內(nèi)的平均濕潤(rùn)率。圖4，5分別為圓形網(wǎng)圍和三角形網(wǎng)圍內(nèi)的浮球在不同風(fēng)速區(qū)間內(nèi)平均濕潤(rùn)率的三維圖和俯視圖的展示。

由表4，5、圖4，5可以看出：

（1） 當(dāng)風(fēng)速≤1.5m/s時(shí)，浮球就會(huì)出現(xiàn)局部被潤(rùn)濕的情況，原因是單體浮球的穩(wěn)定性較差，出現(xiàn)了不規(guī)則的搖擺;

（2） 隨著風(fēng)速的增大，浮球的濕潤(rùn)面積逐漸增大;

（3） 在同一風(fēng)速區(qū)間內(nèi)，覆蓋面積越大，浮球的平均濕潤(rùn)面積越小。

對(duì)比兩種網(wǎng)圍結(jié)構(gòu)，不難看出，三角形網(wǎng)圍內(nèi)的浮球平均濕潤(rùn)率較低，具有更好的防蒸發(fā)效果;可是當(dāng)風(fēng)速達(dá)到10.8m/s時(shí)，浮球基本上全部濕潤(rùn)，無(wú)法進(jìn)行防蒸發(fā)。

4.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的離散度分析

借助于STDEVP離散度分析法，對(duì)試驗(yàn)階段內(nèi)的極性浮球在不同風(fēng)速下的平均濕潤(rùn)率進(jìn)行了分析，分析結(jié)果見(jiàn)表6和表7。

對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行的STDEVP分析，反映了樣本總體相對(duì)于平均值的離散度。通過(guò)對(duì)兩種網(wǎng)圍結(jié)構(gòu)內(nèi)不同覆蓋面積下浮球平均濕潤(rùn)率的離散度分析，可以得出以下結(jié)論：

（1） 當(dāng)風(fēng)速≤1.5m/s時(shí)，離散度較小;

（2） 當(dāng)風(fēng)速≥10.8m/s時(shí)，離散度為0;

（3） 總體隨著風(fēng)速的變大，離散度呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì);

（4） 當(dāng)風(fēng)速相同時(shí)，離散度與覆蓋面積呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)性;

（5） 當(dāng)風(fēng)速和覆蓋面積均相同時(shí)，三角形網(wǎng)圍內(nèi)浮球濕潤(rùn)率的離散度較小。

綜上所述，網(wǎng)圍結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，覆蓋面積越大，離散度越小，誤差就越小。經(jīng)分析，造成觀測(cè)數(shù)據(jù)波動(dòng)的原因主要有以下幾點(diǎn)：

（1） 由于覆蓋物為球體，穩(wěn)定性較差，在風(fēng)浪中會(huì)發(fā)生隨機(jī)性擺動(dòng)，因而造成觀測(cè)數(shù)據(jù)（濕潤(rùn)率）波動(dòng)較大，從而出現(xiàn)了誤差;

（2） 受試驗(yàn)條件、觀測(cè)手段和觀測(cè)角度的限制，也會(huì)產(chǎn)生一定的誤差，從而造成數(shù)據(jù)的波動(dòng)。

4.5 浮球蒸發(fā)抑制率計(jì)算

4.5.1 靜止?fàn)顟B(tài)下最大蒸發(fā)抑制率的計(jì)算

在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)浮球在網(wǎng)圍內(nèi)緊密排列漂浮時(shí)，浮球直徑所覆蓋的平面面積為浮球最大水平覆蓋面積，最大水平覆蓋面積與球體之間的空隙面積之和為影響蒸發(fā)面積。具體如圖6，7所示。

大面積覆蓋下浮球呈現(xiàn)三球接觸狀態(tài)，每3個(gè)浮球之間有一個(gè)空隙，則每個(gè)浮球影響該空隙的1/3，周?chē)?個(gè)空隙，相當(dāng)于一個(gè)浮球影響6x1/3=2個(gè)空隙。由此可以求出浮球的蒸發(fā)抑制率，見(jiàn)公式（1）。

公式

式中，η為單個(gè)浮球的蒸發(fā)抑制率，%;Sg為單個(gè)浮球的最大水平覆蓋面積，m2;S為單個(gè)浮球的影響蒸發(fā)面積，m2;R為球體的半徑，cm;n為扇形的圓心角，n=π/3。

經(jīng)計(jì)算，浮球的覆蓋率約為91%，即防蒸發(fā)系數(shù)為0.91，在其覆蓋區(qū)域內(nèi)（不包含網(wǎng)圍）空隙率為9%。在浮球直徑不變的基礎(chǔ)上，隨著覆蓋浮球數(shù)量的變化，覆蓋面積也會(huì)變化，覆蓋率不變。

4.5.2 綜合蒸發(fā)抑制率的計(jì)算

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，風(fēng)速是決定浮球濕潤(rùn)率的主導(dǎo)因素。本文研究中，主要是考慮不同風(fēng)速下浮球的防蒸發(fā)系數(shù)w;，可由下式計(jì)算獲得：

公式

式中，n;為不同風(fēng)速出現(xiàn)的天數(shù)，d;N為試驗(yàn)期的總天數(shù)，d;l;為浮球在不同風(fēng)速下的平均濕潤(rùn)率，i值分別取1，2，3，4，5，6。

對(duì)于試驗(yàn)期內(nèi)的綜合蒸發(fā)抑制率，可根據(jù)下式計(jì)算得出：

公式

式中，η綜合為極性浮球在試驗(yàn)期內(nèi)的綜合蒸發(fā)抑制率，%。

通過(guò)計(jì)算，得出了試驗(yàn)期內(nèi)不同風(fēng)速條件下的防蒸發(fā)系數(shù)。詳見(jiàn)表8。

由表8可以看出：①橫向?qū)Ρ?，隨著浮球覆蓋面積的增大，浮球的防蒸發(fā)系數(shù)也在增大，防蒸發(fā)效果更好;②縱向?qū)Ρ龋诟∏蚋采w面積相同時(shí)，三角形網(wǎng)圍內(nèi)的浮球防蒸發(fā)系數(shù)較高，防蒸發(fā)效果也更好。

4.5.3 擬合防蒸發(fā)系數(shù)與覆蓋面的關(guān)系曲線

利用最小二乘法（OLS），對(duì)浮球覆蓋面積和防蒸發(fā)系數(shù)進(jìn)行曲線擬合并建立了回歸方程，對(duì)所得到的相關(guān)關(guān)系式及相關(guān)系數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，結(jié)果如圖8所示。

由圖8可以看出，覆蓋面積與防蒸發(fā)系數(shù)呈對(duì)數(shù)關(guān)系，而且相關(guān)性顯著;相關(guān)系數(shù)分別為：Rg圓形=0.9987，R三角形=0.9990。根據(jù)數(shù)據(jù)擬合出的相應(yīng)關(guān)系曲線方程式分別為

公式

由關(guān)系曲線可知，兩個(gè)函數(shù)式均為單調(diào)遞增函數(shù)，隨著浮球覆蓋面積的增大，浮球的防蒸發(fā)系數(shù)也隨之增大，而且增加的幅度逐漸變緩。根據(jù)上述公式進(jìn)行計(jì)算可知當(dāng)防蒸發(fā)系數(shù)接近于0.91時(shí)，若采用圓形網(wǎng)圍覆蓋，覆蓋面積為17.08m2;若采用三角形網(wǎng)圍覆蓋，則覆蓋面積為4.48m2，其穩(wěn)定性也高于圓形網(wǎng)圍。故在保證最大防蒸發(fā)效果的同時(shí)，還應(yīng)兼顧到結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，以避免大面積連接所造成的成本和技術(shù)難度的增加。綜上所述，防蒸發(fā)的最佳方法是采用4.48m2的三角形網(wǎng)圍為一個(gè)覆蓋單元，進(jìn)行局部鋪設(shè)。

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

本次試驗(yàn)研究是以節(jié)約水資源為研究目標(biāo)，采用浮球覆蓋干旱區(qū)平原水庫(kù)進(jìn)行防蒸發(fā)節(jié)水試驗(yàn)，以探究不同覆蓋面積不同網(wǎng)圍結(jié)構(gòu)形式下的節(jié)水效果，得到了以下結(jié)論。

（1） 隨著覆蓋面積的增大，網(wǎng)圍結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性增強(qiáng)，防蒸發(fā)效果越好;

（2） 當(dāng)覆蓋面積為1.02m2并采用三角形網(wǎng)圍布置時(shí)，防蒸發(fā)效果最好，防蒸發(fā)系數(shù)為0.838，即蒸發(fā)抑制率為83.8%;

（3） 根據(jù)相關(guān)公式的計(jì)算結(jié)果可知，隨著覆蓋面積的增加，防蒸發(fā)系數(shù)逐漸增大，當(dāng)防蒸發(fā)系數(shù)接近于0.91時(shí)，若采用圓形網(wǎng)圍覆蓋，覆蓋面積為17.08m2;若采用三角形網(wǎng)圍覆蓋，覆蓋面積為4.48m2，其穩(wěn)定性也高于圓形網(wǎng)圍。

根據(jù)本文的試驗(yàn)結(jié)果，認(rèn)為在保證防蒸發(fā)效果最優(yōu)的同時(shí)，還需要兼顧到結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，以避免大面積連接所造成的成本和技術(shù)難度的增加。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，建議采用4.48m2的三角形網(wǎng)圍為一個(gè)覆蓋單元，來(lái)進(jìn)行局部鋪設(shè)。

目前，市場(chǎng)上的浮球大多以PE或PVC材料為主，成本低、耐久、無(wú)毒，不會(huì)對(duì)水生態(tài)環(huán)境造成破壞，而且還具有很好的防蒸發(fā)效果，可在實(shí)際工程中或者水資源缺乏的地區(qū)推廣使用。

5.2 建議

針對(duì)浮球自身穩(wěn)定性弱的缺陷，還可以從以下幾個(gè)方面開(kāi)展進(jìn)一步的試驗(yàn)研究。

（1） 將浮球3個(gè)為一組，使其兩兩接觸固定，這樣既能夠滿足三球接觸的狀態(tài)，也避免了浮球的不規(guī)則擺動(dòng)和翻滾。

（2） 浮球在實(shí)際應(yīng)用中，由于其自身表面所具有的弧形結(jié)構(gòu)，使其無(wú)法達(dá)到100%覆蓋。因此，在試驗(yàn)過(guò)程中，可以采用直徑不同的浮球進(jìn)行覆蓋，以探究其防蒸發(fā)的效果。

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引用本文：李勛，嚴(yán)新軍，侍克斌.覆蓋面積和網(wǎng)圍結(jié)構(gòu)對(duì)水面蒸發(fā)抑制率的影響[J].人民長(zhǎng)江，2019，50（3）：117-123.

Influence of coverage area and enclosure structure on suppression rate of water-surface evaporation

LI Xun，YAN Xinjun，SHI Kebin

（College of Hydraulic and Civil Engineering，Xinjiang Agricultural University，Urumqi 830052，China）

Abstract：Xingjiang is located at the remote northwest China inland regions where the weather is dry and lack of rainfall，and it experiences serious evaporation loss. For the regions like this，it is urgent to reduce unnecessary loss of water resources，and to this end，we carried out a special experimental study. The purpose of the experiment is to reduce water-surface evaporation andto conserve water resources. We selected polar floating ball as anti-evaporation material，and explored the influences of different coverage areas and enclosure structures on suppression rate of evaporation. We divided the floating balls into two groups and placed them near the reservoir for better observation and management，and then set up five different coverage areas（i.e. 0.28，0.43，0.60，0.79，1.02 m2） for each group（coverage areas exclude white enclosure structure）. We then recorded humidity ar-ea under different wind speed，and calculated the suppression rate of evaporation of the floating balls. The results showed that the suppression rate of evaporation is related to the coverage area and the enclosure structure. W hen applying triangle enclosure with coverage area of 1.02 m2，the suppression rate of evaporation is 83.8%，which reaches its optimal rate. As the coverage area in-creases，suppression rate of evaporation gradually increases. When the suppression rate approaches 91 %，considering the stability of the structure，a 4. 48 m2 triangular enclosure structure should be used as a covering unit for partial placement.

Key words：coverage area;enclosure structure;water-surface evaporation;evaporation suppression rate