百色站E-601蒸发器与X80cm,}20cm蒸发器对比观测资料分析
1引言
水面蒸发是水循环过程中的一个重要环节,是水利水电工程规划设计、水资料估算及评价的重要资料,是水文学研究中的一个重要课题。为了研究百色地区陆面蒸发的特性、蒸发的折算系数以及与气象因素间的关系,从1982年7月至1989年12月在百色水文站(以下简称百色站)开展了E-601 ,X80 cm , } 20 cm等不同口径蒸发器(皿)的对比观测,以及E}O1,}80 cm蒸发器同步进行的气温、气压、湿度、风速和蒸发器水温等气象辅助项目的观测工作。现就收集到百色站对比观测的资料进行分析和研究,供参考。
2影响水面蒸发的因素
水面产生蒸发必须消耗热量,在蒸发过程中如果没有热量供给,蒸发就要冷却,使得蒸发面上水汽压降低,其蒸发减缓或停止。蒸发速度在很大程度上决定于温度,而蒸发耗热的多少直接表示该地区的蒸发速度。
温度高时饱和水气压力大,空气中能够容纳的水汽多,使得原来已经处于饱和状态的蒸发面变为未饱和状态,从而出现蒸发;若饱和空气的温度降低,饱和水汽压减小,原空气中水汽容纳不下,多余的水汽就会凝结。由此可知,蒸发速度与饱和水汽压力差成正比。
影响蒸发的另一重要因素是风速。因蒸发过程是水分子从靠近水面处向离开水面较远的空气中的扩散过程,这种扩散过程的快慢除了空气中的铅直水汽压的梯度成正比外,还与风速的变化(司成正比,在水温一定时,风速越大,蒸发就越大。
综上述可知,影响蒸发量的主要因素是温度、湿度、风速等气象因素。在影响蒸发量快慢的因素中,蒸发面的温度经常起决定性作用。其水体蒸发量的计算公式为:
计算蒸发器蒸发量的公式为:
折算系数R为:
由(l)(2)(3)式知:
式中:e。为蒸发池的水汽压,本文以E石01蒸发器的水汽压代之;eZoo为2.Om高处水汽压,本文以1.5m高处代之;e1为蒸发器水汽压;f(动为风速函数;ak=1/a为蒸发器的改正系数。
3对比观测资料分析
3.1折算系数凡
为分析各类型蒸发器的折算系数R,,将本文的R‘=E。,/E‘,E60,为E石01蒸发器的蒸发量作为对比观测计算的标准值;E‘为各比测蒸发器的蒸发量。据对比观测期间的资料统计:中80cm、中20cm蒸发器(皿)的R:多年年平均值分别为凡。=0.76;RZ。二0.75,年际变化区域分别为0.55一1.03;0.62一0.98,变幅乙R:。=0.45;乙R、=0.37,各R。的月变化呈夏低冬高型(见表l),与气温等气象因素一致。
用比测期中80cm、中20。m蒸发器(皿)多年逐月平均蒸发量的折算系数Rs。、凡。,将ESD、凡。换算成E。,,其月蒸发量的平均相对误差范围占‘=-0.5%一1.2%;姚。=一0.6%一1.1%,年蒸发量平均相对误差凡。=一0.3%;姚。二一0.04%,误差(土5%累积频率凡。=56.8%、尸2。二55.2%;误差蕊土8%的累积频率Ps。二88.0%、尸2。二79.5%,误差〔士10%的累积频率气=90.3%、几=88.8%,误差蕊士巧%的误差频率尸8o=100%、尸2。二96.3%(见表2)。比测资料表明,蒸发站改用E-601蒸发器通过7年左右的比测量时间,即可把不同蒸发器的蒸发量资料换算成同一个总体系列。
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