EPS浮球覆蓋下靜水水面蒸發(fā)抑制率與最優(yōu)直徑研究

王步之，侍克斌，徐思遠(yuǎn)，郝國(guó)臣，巴哈古麗·沙吉提

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 水利與土木工程學(xué)院，烏魯木齊 830052；2.吐魯番市高昌區(qū)水利局黑溝流域管理站，新疆 吐魯番 838000）

0 研究背景

我國(guó)在“十四五”規(guī)劃綱要中明確提出要完善水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，進(jìn)一步提高水資源優(yōu)化配置能力，提高水資源集約安全利用水平。中國(guó)作為世界上最大的發(fā)展中國(guó)家，隨著工業(yè)用水、城市用水量持續(xù)增加，水資源供求矛盾更加突出[1]，水資源在時(shí)空分布上的差異已影響到經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。中國(guó)升溫速率高于同期全球平均水平，是全球氣候變化的敏感區(qū)，這種氣候變化不僅讓極端天氣頻發(fā)，更加重了蒸發(fā)損失的程度。

以新疆為例，水資源是新疆經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約因素，更是支撐新疆生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)[2]，1/6 的國(guó)土面積僅占有我國(guó)3%的水資源，平原水庫(kù)占比高，每年因滲漏和蒸發(fā)損失水量約34.1 億m3，而蒸發(fā)的水量約26.1 億m3，占總損失量的77%[3]，大蒸發(fā)量極大地降低了水庫(kù)水資源利用率。提高水資源利用效率[4]已經(jīng)成為世界各國(guó)科學(xué)家成為眾所矚目的大事件，全方位地解決大水體防蒸發(fā)問(wèn)題對(duì)干旱地區(qū)的和諧發(fā)展意義重大。

通過(guò)物理覆蓋水面來(lái)抑制水體的無(wú)效蒸發(fā)是一個(gè)復(fù)雜的跨學(xué)科問(wèn)題，涉及水利工程學(xué)科、氣候?qū)W、統(tǒng)計(jì)學(xué)、工程經(jīng)濟(jì)學(xué)，還包含了豐富的物理學(xué)科如流體力學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)和材料科學(xué)，因此抑制干旱區(qū)平原水庫(kù)無(wú)效蒸發(fā)的研究進(jìn)展緩慢[5]。目前針對(duì)不同的蒸發(fā)抑制材料仍存在一些問(wèn)題，例如苯板、塑料空心板[6]等輕型板材，防蒸發(fā)效果受限于力學(xué)性能[7]。彩鋼夾芯板、輕質(zhì)混凝土板的防蒸發(fā)效果較好，但其鋪設(shè)比較依賴正確的連接方式及連接位置，被刮離庫(kù)區(qū)或出現(xiàn)堆疊情況時(shí)，將增加工程維護(hù)成本[10]；浮動(dòng)光伏系統(tǒng)的布置阻止大部分陽(yáng)光到達(dá)水生物種，可能會(huì)改變生態(tài)周期[8]，投資回收期較長(zhǎng)，在偏遠(yuǎn)山區(qū)產(chǎn)生效益的前提是解決電力并網(wǎng)問(wèn)題。對(duì)于防蒸發(fā)浮球的研究，近年來(lái)已成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)，浮球各種參數(shù)對(duì)抑制水面蒸發(fā)效果的敏感性試驗(yàn)已經(jīng)相當(dāng)完善[9]，直徑為100 mm 的黑色的PE（Polyethylene）浮球是目前廣泛受到認(rèn)可的防蒸發(fā)材料。不同直徑浮球的防蒸發(fā)節(jié)水效率不同，制作成本也不同，市場(chǎng)上現(xiàn)有的各類浮球不能完全滿足干旱區(qū)平原水庫(kù)防蒸發(fā)節(jié)水對(duì)其使用年限的要求[10]。以往的科學(xué)試驗(yàn)受限于制作浮球模具的高昂費(fèi)用和偏遠(yuǎn)地區(qū)運(yùn)輸成本，PE 浮球可供選擇的直徑較少，部分學(xué)者對(duì)浮球直徑的選取相對(duì)粗糙，多是定性分析[11]，缺少在試驗(yàn)中更完善的對(duì)比論證。MM Shalaby[12]等在戶外環(huán)境防蒸發(fā)試驗(yàn)中，通過(guò)不同顏色浮球?qū)φ舭l(fā)影響的研究表明，黑色PE 浮球的較高導(dǎo)熱率使得球體與空氣邊界層的溫度升高，蒸發(fā)抑制率最低，而使用白色PE 球作為防蒸發(fā)浮球達(dá)到了最高的蒸發(fā)抑制效率，且對(duì)水生微藻的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，但僅采用了90 mm 這一種直徑的浮球。

綜上，針對(duì)目前對(duì)水庫(kù)防蒸發(fā)浮球材料以及直徑的研究問(wèn)題，本試驗(yàn)采用新型的白色聚苯乙烯泡沫(Expanded Polystyrene，EPS)實(shí)心浮球，不同于以往通過(guò)定性分析來(lái)確定浮球直徑，而是選用5種定制直徑浮球，參考已有的研究方法和研究理論，對(duì)不同直徑浮球的防蒸發(fā)節(jié)水效率進(jìn)行定量研究，旨在對(duì)防蒸發(fā)浮球材料及直徑選擇的研究?jī)?nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充論證，為干旱與半干旱區(qū)平原水庫(kù)防蒸發(fā)節(jié)水提供一種新的參考方案和實(shí)際應(yīng)用的可能性。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

吐魯番盆地是世界上海拔最低的盆地，暖溫帶荒漠氣候使得此區(qū)域成為西北典型的嚴(yán)重干旱區(qū)，周圍山地環(huán)繞，多礫石戈壁，植被稀少，夏季日照時(shí)長(zhǎng)超過(guò)15 h，干旱酷熱且極端干燥。根據(jù)吐魯番市氣象局提供的氣象站（站點(diǎn)號(hào)515730）資料，1957-2021年多年平均氣溫：15.18 ℃；多年平均最高氣溫：25.41 ℃；多年平均最低氣溫：8.71 ℃。年10 ℃以上有效積溫達(dá)5 300 ℃以上。在1981-2021年的降水?dāng)?shù)據(jù)中[13]，多年平均降水量?jī)H有15.66 mm，由?20 cm 蒸發(fā)皿實(shí)測(cè)2022年蒸發(fā)量達(dá)3 204 mm。

為了模擬水庫(kù)氣候條件，本試驗(yàn)在吐魯番市高昌區(qū)勝金鄉(xiāng)境內(nèi)的勝金臺(tái)水庫(kù)開展，地理坐標(biāo)：東經(jīng)89°37′30″，北緯42°56′30″。水庫(kù)集水面積為31.6 萬(wàn)m2，水庫(kù)以上控制流域面積88.9 km2，水庫(kù)正常蓄水位100.5 m，死水位94.5 m，總庫(kù)容118.66 萬(wàn)m3，水庫(kù)規(guī)模為?。ㄒ唬┬退畮?kù)。

1.2 試驗(yàn)材料選擇

聚苯乙烯(Polystyrene, PS)是一種由苯乙烯單體通過(guò)縮聚反應(yīng)形成的聚合物，浸漬低沸點(diǎn)的物理發(fā)泡劑制成可發(fā)性聚苯乙烯，經(jīng)過(guò)充分的加熱預(yù)發(fā)泡后，在不同模具中再次加熱、加壓后形成EPS泡沫，其具有微細(xì)閉孔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)[14]，廣泛用于建筑、裝飾、包裝等多種領(lǐng)域。EPS物理性能方面主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)。

（1）密度適宜，材料在水面上呈懸浮狀態(tài)，隔絕水面與外界環(huán)境接觸。

（2）無(wú)色、無(wú)毒、無(wú)臭性可以使材料在水體表面長(zhǎng)期覆蓋下不產(chǎn)生毒素，透光率高，對(duì)水生動(dòng)植物友好。

（3）合適的剛度，熱變形溫度高，較強(qiáng)的表面硬度，在風(fēng)浪、碰撞等外力作用下不易產(chǎn)生破壞。

（4）具有一定的抗氧化能力，耐久性好，吸水性極低。耐酸堿介質(zhì)，在鹽漬水中不被腐蝕氧化，使材料使用年限更長(zhǎng)久，最大程度地發(fā)揮防蒸發(fā)效益。

本試驗(yàn)采用的實(shí)心EPS浮球(見(jiàn)圖1)密度均為18 kg/m3，脆化溫度-30 ℃左右，軟化溫度80 ℃以上，熔融溫度為150 ℃左右，吸水率0.03～0.50，透光率近90%，折射率為1.59～1.60。

圖1 本試驗(yàn)選用的EPS浮球Fig.1 The EPS float ball used in test

由于EPS 材料密度相比PVC、PE 都更低，覆蓋在水面時(shí)吃水深度更小，浮球接觸點(diǎn)與水面形成的的空間體相比PVC、PE 浮球更大，使得在夜間水體向大氣散熱通道更寬廣（見(jiàn)圖2），有利于水體散熱。同樣覆蓋1 m2的水面，EPS浮球的總費(fèi)用為40 元/m2，為鋪設(shè)PE 浮球總費(fèi)用的80%[9]。綜上，從物化性能以及適用性、經(jīng)濟(jì)性多角度綜合考慮，本試驗(yàn)采用白色EPS浮球作為防蒸發(fā)材料。

圖2 浮球排列及空隙示意圖Fig.2 Schematic diagram of EPS float ball and the arrangement of hole

1.3 現(xiàn)場(chǎng)布置

本次試驗(yàn)在自然條件相同的情況下，采用六個(gè)圓柱體橡膠桶作為蒸發(fā)器，進(jìn)行室外試驗(yàn)。蒸發(fā)量的觀測(cè)主要通過(guò)?20蒸發(fā)皿、E-601B 型蒸發(fā)器等儀器，由于E-601B 型蒸發(fā)器安裝較復(fù)雜，且本實(shí)驗(yàn)需要至少6個(gè)蒸發(fā)器，故選用結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單、安裝便捷的圓柱蒸發(fā)器，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置?20 cm 蒸發(fā)皿作為蒸發(fā)量對(duì)照。蒸發(fā)器直徑1.2 m，高0.8 m，桶壁厚4.5 mm。裝滿水后桶體保持為圓柱體不發(fā)生明顯形變。在橡膠桶外側(cè)緊實(shí)包裹三層石棉以減小導(dǎo)熱系數(shù)，在橡膠桶底部墊100 mm 硬質(zhì)泡棉（PUF）以隔絕地表熱量，使用水平儀調(diào)整蒸發(fā)器與地面水平。在試驗(yàn)前對(duì)蒸發(fā)器密封性進(jìn)行測(cè)試，以保證在試驗(yàn)過(guò)程中避免水體流失而造成試驗(yàn)誤差。開展蒸發(fā)試驗(yàn)時(shí)，抽取水庫(kù)中的表、中、底三層水分別注滿6 個(gè)蒸發(fā)器至同一水位，分別放入不同直徑的浮球鋪滿水面，實(shí)測(cè)覆蓋率見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)布置方案Tab.1 Test design

現(xiàn)場(chǎng)布置兩個(gè)雨量計(jì)來(lái)測(cè)量試驗(yàn)期間的降雨量。為了消除降雨的影響，從蒸發(fā)損失中減去雨量計(jì)的讀數(shù)。在每個(gè)蒸發(fā)器中心，安置COS-03 型濕度記錄儀于浮球-水面構(gòu)成空間體中。具體布置見(jiàn)圖3。

圖3 實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地及布置圖Fig.3 Test site and setup layout

1.4 試驗(yàn)原理

水利工程中常見(jiàn)的蒸發(fā)即液態(tài)水轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的相變過(guò)程，該過(guò)程存在熱量交換。影響水體蒸發(fā)速率的主要因子有4 個(gè)：水體、熱源、飽和水汽壓差、風(fēng)速與湍流擴(kuò)散強(qiáng)度。在空氣動(dòng)力學(xué)中，飽和水汽壓差、風(fēng)速與湍流擴(kuò)散強(qiáng)度又稱為蒸發(fā)驅(qū)動(dòng)力和空氣傳質(zhì)系數(shù)。濕空氣的浮力和水體本身的對(duì)流會(huì)對(duì)蒸發(fā)的持續(xù)性產(chǎn)生重要影響。

水體表面積是影響蒸發(fā)速率的重要因素。太陽(yáng)通過(guò)熱輻射的方式直接或間接的向水體傳遞熱量，水體傳入熱量受輻射強(qiáng)度及輻射時(shí)長(zhǎng)影響。利用在水體表面覆蓋懸浮球的方法，可對(duì)水體產(chǎn)生以下影響：

（1）阻礙和反射太陽(yáng)輻射來(lái)影響熱傳遞過(guò)程，同時(shí)減少水體傳入能量，控制水體總能量，減少并延緩水體的溫升過(guò)程。

（2）覆蓋表面水體，大幅減少水體暴露面積。

（3） 減弱風(fēng)對(duì)水體表面附近空氣的擾動(dòng)（湍流擴(kuò)散強(qiáng)度）。

（4）在浮球-水面-球心所在水平面之間形成二相空間體，在逸出水面的水分子擴(kuò)散至大氣前提供了一個(gè)緩沖區(qū)，減小了水面以上一定高度內(nèi)的水汽壓差。

對(duì)于無(wú)法避免的熱輻射被表層水體吸收之后，表層水體能量增加，一部分能量通過(guò)蒸發(fā)作用與大氣產(chǎn)生能量交換，一部分由水質(zhì)點(diǎn)的能量交換自表面水體依次傳遞至底層水體，當(dāng)水體總熱量的攝入速率小于流失速率，水體開始散熱，每24 h經(jīng)歷一次循環(huán)。

本文在整個(gè)非冰凍期內(nèi)，計(jì)算不同直徑浮球蒸發(fā)抑制率，綜合多種氣象數(shù)據(jù)，對(duì)5種直徑的EPS浮球防蒸發(fā)效果與空白對(duì)照組對(duì)比，進(jìn)行定量分析，確定蒸發(fā)器試驗(yàn)中EPS 浮球的最佳直徑。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 表層水溫變化分析

試驗(yàn)過(guò)程中蒸發(fā)器內(nèi)水深維持50～60 cm，水量維持在0.57～0.70 m3，由于浮球覆蓋減少水體的能量通量，又因水的比熱較大，導(dǎo)致蒸發(fā)器不同深度的水體溫度在一天內(nèi)呈現(xiàn)出不同程度的分層變化。浮球的覆蓋減少了進(jìn)入水體的能量，導(dǎo)致各蒸發(fā)器表層水溫出現(xiàn)差異，實(shí)測(cè)不同直徑浮球覆蓋下各月表層水溫平均值見(jiàn)圖4。

圖4 各蒸發(fā)器表層水溫變化Fig.4 The temperatures of surface water vary in each evaporator

在干旱區(qū)，表層水體溫度直接影響蒸發(fā)速率。從圖4中可以看出，直徑為10 mm 浮球能最大程度地降低表面水體溫度，而直徑為40 mm 浮球降低表面水體溫度的程度最小。由于EPS材料本身屬于隔熱材料，導(dǎo)熱率低，覆蓋水面后降低了水面溫度，提高了蒸發(fā)抑制率；相比以往試驗(yàn)采用的PE 浮球，EPS浮球?qū)μ?yáng)輻射吸收率較低，反射率高，浮球平均溫度較PE 浮球低30%～50%[11]，其他條件相同時(shí)浮球濕潤(rùn)部分的蒸發(fā)速率相比PE球更低。

2.2 濕度變化分析

蒸發(fā)的實(shí)質(zhì)是水蒸汽的湍流輸送。飽和水汽壓差（Vapor Pressure Deficit, VPD）是指在一定溫度下，飽和水汽壓與空氣中的實(shí)際水汽壓之間的差值[15]。當(dāng)存在VPD 時(shí)，湍流會(huì)造成水汽分子由水汽壓高的地方向水汽壓低的地方輸送。不論是微觀上還是宏觀上，水汽分子擴(kuò)散的過(guò)程從近水面到大氣中會(huì)有較明顯的濕度分層，而這種濕度梯度愈大，水汽擴(kuò)散的動(dòng)力愈強(qiáng)，蒸發(fā)速率愈大。

試驗(yàn)中測(cè)量五種浮球與水面形成的空間體濕度及大氣濕度數(shù)據(jù)，計(jì)算大氣與空間體相對(duì)濕度的差值來(lái)分析不同直徑EPS浮球抑制蒸發(fā)效果的情況，取夏季典型某天數(shù)據(jù)見(jiàn)圖5。

圖5 大氣與不同直徑浮球空間體的相對(duì)濕度差Fig.5 The difference relative humidity between the atmosphere and the space bounded by spheres

空間體中的相對(duì)濕度越高，則水面表層水蒸氣的實(shí)際水汽壓越接近同等溫度下水的飽和氣壓，水體表面水分蒸發(fā)越慢，減少了水分子向大氣中擴(kuò)散，起到抑制水面蒸發(fā)作用[16]。由圖5 可知，40 mm 和80 mm 的浮球構(gòu)成的空間體相對(duì)濕度較大，濕度上升梯度大，其中40 mm 浮球空間體對(duì)逸出水面的水汽分子聚攏效果最好，延緩了蒸散過(guò)程。相比PE 浮球，EPS浮球由于吃水深度小，同等浮球直徑下與水面圍的空間體更大，對(duì)已經(jīng)逸出水面的水汽聚集效果更好，為部分逸出的水汽緩慢放熱重新冷卻為液態(tài)返回水體提供時(shí)間。

通過(guò)對(duì)濕度數(shù)據(jù)處理發(fā)現(xiàn)，蒸發(fā)存在于任何時(shí)刻，規(guī)律明顯。較大的直徑導(dǎo)致空間體濕度上升滯后，且在輻射量開始減小時(shí)蒸散作用更強(qiáng)。除10 mm 直徑浮球外，其余4種直徑浮球覆蓋的水面蒸發(fā)速率達(dá)到最高點(diǎn)之后均呈明顯降低趨勢(shì)。到達(dá)傍晚時(shí)刻，環(huán)境溫度降低，VPD 減小，且由于試驗(yàn)點(diǎn)緊挨庫(kù)區(qū)，環(huán)境濕度迅速升高，當(dāng)環(huán)境濕度大于空間體濕度，空氣中多余的水汽凝結(jié)，附在浮球表面，水分子積累到一定質(zhì)量后重新落回蒸發(fā)器中。

2.3 蒸發(fā)抑制率分析

在蒸發(fā)器試驗(yàn)中，每日20:00 對(duì)各蒸發(fā)器水位使用同一水位測(cè)針（游標(biāo)精度0.1 mm）進(jìn)行測(cè)量，測(cè)得各直徑浮球覆蓋下蒸發(fā)器累積蒸發(fā)量見(jiàn)圖6。

圖6 不同直徑EPS浮球累積蒸發(fā)量Fig.6 Cumulative evaporation capacity of all evaporators with different diameters balls

本試驗(yàn)蒸發(fā)抑制率采用體積法，按式（1）計(jì)算：

式中：R為各蒸發(fā)器蒸發(fā)抑制率，%；R1為各蒸發(fā)器蒸發(fā)量，mm；R0為空白組蒸發(fā)器蒸發(fā)量，mm。

由各月累積蒸發(fā)量數(shù)據(jù)計(jì)算蒸發(fā)抑制率，結(jié)果見(jiàn)表2，繪制蒸發(fā)抑制率與浮球直徑關(guān)系圖見(jiàn)圖7。

表2 不同直徑浮球覆蓋蒸發(fā)器的蒸發(fā)抑制率Tab.2 Evaporation suppression efficiency by month

圖7 蒸發(fā)抑制率-浮球直徑關(guān)系圖Fig.7 Evaporation suppression efficiency- diameter diagram of floating ball

從表2 的計(jì)算結(jié)果中可知，5 種直徑EPS 浮球中，除150 mm 直徑浮球外，直徑為40 mm 的浮球在各月的蒸發(fā)抑制率中均為最高，且在整個(gè)非冰凍期內(nèi)的蒸發(fā)抑制率最高。

由圖7可知，在靜水覆蓋試驗(yàn)中，蒸發(fā)抑制率與浮球直徑之間呈非線性關(guān)系，在直徑為40 mm 附近時(shí)較高，大于100 mm PE 浮球非冰凍期內(nèi)蒸發(fā)抑制效率70.6%[10]。浮球緊密排列時(shí)，小直徑浮球?qū)?yīng)更小的孔隙，在夏季正午太陽(yáng)高度角最大，陽(yáng)光可以透過(guò)孔隙直射水面，而在150 mm 浮球覆蓋下，夏季任何時(shí)刻均無(wú)陽(yáng)光直射水體，同時(shí)大直徑浮球在蒸發(fā)器有限的空間內(nèi)對(duì)削減風(fēng)速作用效果更加明顯，出現(xiàn)8 m/s 及以上風(fēng)速時(shí)水面波動(dòng)最小，且浮球濕潤(rùn)率最低，以上原因使得150 mm浮球蒸發(fā)抑制率略高于120 mm浮球。

考慮到風(fēng)浪的影響，在人工池塘和庫(kù)區(qū)風(fēng)速較小的水庫(kù)鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)選用40～80 mm直徑的EPS浮球。

2.4 EPS浮球耐久性分析

通過(guò)統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)期間浮球損壞數(shù)量，判斷EPS 材料是否滿足作為防蒸發(fā)浮球的適用性。經(jīng)過(guò)兩個(gè)月冰凍試驗(yàn)與十個(gè)月的蒸發(fā)器試驗(yàn)，因凍融作用導(dǎo)致嚴(yán)重形變、剝離分解的球體占0.16%，因光照、潤(rùn)濕和風(fēng)化破壞的球體占0.44%，總破損率約為0.6%，氧化變色后對(duì)防蒸發(fā)性能無(wú)明顯影響，常見(jiàn)破壞形態(tài)見(jiàn)圖8。

圖8 EPS浮球常見(jiàn)破壞形態(tài)Fig.8 Common failure modes of EPS ball

2.5 經(jīng)濟(jì)性分析

由于本試驗(yàn)采用的為實(shí)心浮球，浮球規(guī)格決定原材料消耗量，也決定著方案成本。球體平鋪水面且處于緊密排列時(shí)覆蓋率為91%，此時(shí)每覆蓋1 m2水域中的浮球在水面的投影面積為0.91 m2，以此面積計(jì)算覆蓋每平方米水域所需浮球數(shù)量（n）。通過(guò)咨詢?nèi)舾蓮S家，已知五種直徑浮球的平均采購(gòu)單價(jià)，計(jì)算的每平方米鋪設(shè)費(fèi)用結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 浮球費(fèi)用初步計(jì)算Tab.3 Preliminary calculation of floating ball cost

由表3可知，覆蓋相同面積的水域時(shí)40 mm 和80 mm 浮球比較經(jīng)濟(jì)。其中鋪設(shè)直徑40 mm 的EPS 浮球費(fèi)用約為直徑100 mm的PE浮球費(fèi)用的80%[10]，且防蒸發(fā)效果更佳，從經(jīng)濟(jì)性考慮，40 mm EPS浮球具優(yōu)勢(shì)。

3 結(jié)論與展望

（1）在戶外蒸發(fā)器覆蓋試驗(yàn)中，直徑40 mm EPS浮球所覆蓋水面溫度最高，大氣與空間體平均相對(duì)濕度差最大，非冰凍期蒸發(fā)抑制率最高，蒸發(fā)抑制效果最佳。直徑為10 mm 的EPS浮球在最大程度上降低了表面水體溫度，但空間體與大氣濕度差較小，節(jié)水效果最差，說(shuō)明在EPS 浮球覆蓋下，蒸發(fā)器水體蒸發(fā)速率對(duì)空間體相對(duì)濕度更加敏感。

（2）試驗(yàn)表明，白色EPS 浮球能顯著地抑制蒸發(fā)，5 種浮球的蒸發(fā)抑制率均隨平均氣溫升高而降低，在非冰凍期內(nèi)EPS浮球蒸發(fā)抑制率最高達(dá)到76.31%。結(jié)合以往對(duì)不同直徑PE 浮球的實(shí)驗(yàn)結(jié)果[10]，抑制小型水體蒸發(fā)時(shí)采用直徑為40 mm 的EPS浮球效果較好且更經(jīng)濟(jì)。

若要投入水庫(kù)工程中使用，還需要繼續(xù)進(jìn)行風(fēng)浪試驗(yàn)[10]，以研究在風(fēng)浪條件下EPS 浮球的工作情況與防蒸發(fā)效果，從靜水和風(fēng)浪兩個(gè)條件下去綜合考慮最適宜的浮球直徑。作為環(huán)境友好材料，EPS 材料回收價(jià)格也十分可觀[17]，對(duì)浮球循環(huán)利用將大幅減少干旱區(qū)水庫(kù)防蒸發(fā)工程成本。EPS浮球?yàn)楦珊祬^(qū)水庫(kù)防蒸發(fā)項(xiàng)目提供新的選擇，在氣候條件更加特殊的地區(qū)，可以添加基于有機(jī)硅、含氟聚合物等抗氧化劑，或使用可交聯(lián)聚合物粘合劑的涂料，這些涂料可抵抗紫外線損傷和風(fēng)化，使浮球獲得更高的耐久性[18]，并在露天工況下保持多年穩(wěn)定，使得工程整體造價(jià)進(jìn)一步降低[19]。