漳河流域潛在蒸發(fā)量時(shí)空變化特征

王從余

（山西萬家寨水控水資源有限公司，山西太原030024）

近50 a 來，漳河流域水循環(huán)特征發(fā)生較大變化，地表徑流量和地下水資源量均呈下降趨勢(shì)[1]，人類活動(dòng)和氣候變化均使流域水循環(huán)發(fā)生變化的重要原因[2-3]。蒸散發(fā)是大氣動(dòng)力循環(huán)的重要驅(qū)動(dòng)力，是自然界水循環(huán)的基本環(huán)節(jié)[4]。由蒸散發(fā)和降雨、徑流形成的水循環(huán)，共同影響著區(qū)域水資源量、地表熱量平衡及氣候環(huán)境。另外，空氣中水汽的增長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致氣溫的上升，溫室效應(yīng)加劇[5]。因此，研究潛在蒸發(fā)量時(shí)空變化，對(duì)理清區(qū)域水資源演變規(guī)律及氣候變化原因有一定作用。

1 研究區(qū)概況

漳河流域位于山西省東南部，流域面積1.82 萬km2，其中山西省境內(nèi)1.16 萬km2，各縣區(qū)多年平均降水量在500～1 700 mm，主要集中在6 ～9月份，各縣市區(qū)的年平均氣溫在6.1～13.8 ℃之間。氣候?yàn)榇箨懶约撅L(fēng)氣候，表現(xiàn)為四季分明，雨熱同步，春季溫度多變，夏季氣候濕潤(rùn)，秋季氣溫偏低，冬季少雪干燥。流域上游分為濁漳河與清漳河，兩河匯集后，流至下游時(shí)被稱為南運(yùn)河，其中，濁漳河的南源在山西境內(nèi)長(zhǎng)期沖擊、不斷侵蝕，最終形成了長(zhǎng)治盆地，其間地面起伏，河流交錯(cuò)，地下水資源富足，還包括屯絳、漳澤等幾大水庫(kù)，為華北地區(qū)屈指可數(shù)的富水區(qū)之一[6]。

2 數(shù)據(jù)來源及研究方法

本研究所用的氣象數(shù)據(jù)主要包括流域內(nèi)各縣區(qū)最高氣溫、最低氣溫、相對(duì)濕度、風(fēng)速、日照時(shí)數(shù)等，均引自中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)（http：//cdc.cma.gov.cn）。采用聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織FAO56 計(jì)算公式獲得參考作物蒸發(fā)蒸騰量（ET0）。計(jì)算公式如下：

式中：Rn為地表凈輻射，MJ·m-2；G為土壤熱通量，MJ·m-2；T為2 m 高處平均氣溫，℃；U2為2 m 高處風(fēng)速，m·s-1；es為飽和水氣壓，kPa；ea為實(shí)際水氣壓，kPa；Δ 為飽和水氣壓曲線斜率，kPa℃-1；γ 為干濕表常數(shù)，kPa.℃-1。

3 結(jié)果與分析

3.1 時(shí)間演變特征

由1961-2010年漳河流域內(nèi)22 個(gè)縣（市、區(qū)）最高氣溫、最低氣溫、相對(duì)濕度、風(fēng)速及輻射氣象數(shù)據(jù)，采用公式（1）得到流域內(nèi)各縣（市、區(qū)）潛在蒸發(fā)量，采用算術(shù)平均得到流域近50 a 潛在蒸發(fā)量演變圖（圖1）。近50 a 來研究區(qū)潛在蒸發(fā)量呈明顯的上升趨勢(shì)，由圖1（a）可以看出，近50 a 研究區(qū)風(fēng)速呈下降趨勢(shì)，與潛在蒸發(fā)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；由圖1（b）可以看出，近50 a 來，研究區(qū)氣溫呈上升趨勢(shì)，與潛在蒸發(fā)量呈正相關(guān)關(guān)系；由圖1（c）可以看出，近50 a來，研究區(qū)相對(duì)濕度呈下降趨勢(shì)，與潛在蒸發(fā)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

圖1 潛在蒸發(fā)量與氣象因子對(duì)比關(guān)系圖

3.2 空間特征

圖2 為漳河流域22 個(gè)市縣級(jí)地區(qū)的50 a 平均蒸發(fā)量空間分布變化特征圖。

圖2 潛在蒸發(fā)量空間特征

由圖可見，研究區(qū)潛在蒸發(fā)量在815.05～982.86mm之間?？傮w呈現(xiàn)出東北部低，西南部高的特點(diǎn)，東北部地區(qū)的和順縣、左權(quán)縣和涉縣等地區(qū)在810～880 mm之間，中部地區(qū)的襄垣縣、潞城縣、黎城縣、平順縣和壺關(guān)縣等在880～920 mm 之間，西南部地區(qū)屯留縣、長(zhǎng)子縣、沁縣、長(zhǎng)治縣和榆社縣等地區(qū)于920 mm。整個(gè)流域中，和順縣的多年平均蒸發(fā)量最小，為815.05 mm，沁縣最高，達(dá)982.859 mm，兩縣相差約170 mm。

4 結(jié)論

基于漳河流域22 個(gè)縣（市）氣象數(shù)據(jù)，采用聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織推薦的彭曼公式及ArcGIS 空間分析等方法，分析了研究區(qū)潛在蒸發(fā)量時(shí)空變化特征。（1）近50 a 來，研究區(qū)潛在蒸發(fā)量呈顯著上升趨勢(shì)，且與氣溫呈正相關(guān)關(guān)系，與相對(duì)濕度和風(fēng)速呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；（2）研究區(qū)潛在蒸發(fā)量空間上呈現(xiàn)自西南向東北逐漸降低的特點(diǎn)，東北部和順縣最低，為815.05 mm，西南部沁縣最高，為982.859 mm。