孫 卓，魏艷鳳

永翠河流域水面蒸發(fā)特性分析

孫 卓，魏艷鳳

（黑河水文局，黑龍江黑河164300）

流域蒸發(fā)規(guī)律特征分析對(duì)區(qū)域水資源規(guī)劃分析及防汛抗旱工作都有重要意義。文章以永翠河流域?yàn)槔?，?duì)其流域蒸發(fā)特性從年際、年內(nèi)變化規(guī)律進(jìn)行了分析。對(duì)流域蒸發(fā)資料從本站相關(guān)水文要素對(duì)比和相鄰流域?qū)Ρ鹊确矫孢M(jìn)行了合理性分析。最后重點(diǎn)對(duì)流域蒸發(fā)資料的換算關(guān)系進(jìn)行了計(jì)算分析，給出了流域夏汛期20 cm口徑蒸發(fā)皿與E-601型蒸發(fā)器的換算關(guān)系。

永翠河流域；蒸發(fā)量；20cm蒸發(fā)皿；E-601蒸發(fā)器；蒸發(fā)規(guī)律；換算關(guān)系

0 前 言

天然水體的水面蒸發(fā)是指在水體蒸發(fā)面上，存在著水分子從水體向空氣中擴(kuò)散和空氣中的水分子進(jìn)入水體兩個(gè)過(guò)程，這兩個(gè)過(guò)程的不平衡性就形成了蒸發(fā)。蒸發(fā)速率與蒸發(fā)面空氣溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)速、氣壓有關(guān)。蒸發(fā)量是水循環(huán)中的一個(gè)重要因素，它對(duì)區(qū)域水文要素規(guī)律的影響至關(guān)重要。一般情況下觀測(cè)天然水體蒸發(fā)儀器設(shè)備必須是尺寸足夠大的蒸發(fā)池，但因各種條件限制，我國(guó)現(xiàn)有的水面蒸發(fā)器多為20 cm口徑蒸發(fā)皿（俗稱小蒸發(fā)器）和E-601型蒸發(fā)器（俗稱大蒸發(fā)器）。北方地區(qū)長(zhǎng)期全年使用20 cm口徑蒸發(fā)皿，在各別觀測(cè)站于每年的5—9月同期并行使用E-601型蒸發(fā)器，用來(lái)積累資料進(jìn)行兩種儀器觀測(cè)數(shù)據(jù)的換算分析。目前常用E-601型蒸發(fā)器觀測(cè)值來(lái)代替天然水體蒸發(fā)量。無(wú)大型蒸發(fā)器的測(cè)站利用鄰近站的大、小蒸發(fā)器蒸發(fā)量換算系數(shù)來(lái)推求本站天然水體蒸發(fā)量。本文所列蒸發(fā)量均為流域代表站新曙光站20 cm蒸發(fā)皿觀測(cè)數(shù)據(jù)，文中后面章節(jié)給出了該站20 cm蒸發(fā)皿與E-601型蒸發(fā)器的換算關(guān)系［1］。

1 流域概況介紹

永翠河屬西南岔河上游左岸一級(jí)支流，流域面積717 km2，河長(zhǎng)67 km，流域平均坡降11.8‰，流域形狀為樹(shù)枝形，發(fā)源于伊春市帶嶺區(qū)寒月林場(chǎng)翠嶺南麓。流域地勢(shì)北高南低，河流總的走向由西北流向東南。河口上游40 km處設(shè)有永翠河新曙光徑流實(shí)驗(yàn)站，斷面以上河長(zhǎng)19 km，集水面積169 km2。流域地貌屬小興安嶺山地，流域內(nèi)河網(wǎng)發(fā)育，植被良好。

2 流域蒸發(fā)年內(nèi)、年際變化特征分析

新曙光站蒸發(fā)量年內(nèi)分配曲線圖見(jiàn)圖1，新曙光站蒸發(fā)量年內(nèi)分配統(tǒng)計(jì)表見(jiàn)表1，新曙光站蒸發(fā)量年際變化曲線圖見(jiàn)圖2，新曙光站年蒸發(fā)量模比系數(shù)差積曲線圖見(jiàn)圖3。由圖1、表1可知流域蒸發(fā)年內(nèi)分配主要集中在5—9月，約占年總量的70%。從圖2、圖3可知，流域年際間蒸發(fā)量差異也較大，年際極大、極小值比約為1∶5，流域年蒸發(fā)量大小存在周期變化，周期約為10 a。

圖1 新曙光站蒸發(fā)量年內(nèi)分配曲線圖

表1 新曙光站蒸發(fā)量年內(nèi)分配統(tǒng)計(jì)表

圖2 新曙光站蒸發(fā)量年際變化曲線圖

圖3 新曙光站年蒸發(fā)量模比系數(shù)差積曲線圖

3 流域蒸發(fā)數(shù)據(jù)合理性分析

流域蒸發(fā)數(shù)據(jù)合理性分析一般從本站蒸發(fā)與降雨、徑流的關(guān)系以及與鄰站蒸發(fā)量年際、年內(nèi)對(duì)比兩個(gè)方面進(jìn)行。新曙光站歷年降雨—蒸發(fā)對(duì)照?qǐng)D見(jiàn)圖4，新曙光站年蒸發(fā)量鄰站對(duì)比圖見(jiàn)圖5，新曙光站蒸發(fā)量年內(nèi)分配鄰站對(duì)比圖見(jiàn)圖6。由圖4可知，流域蒸發(fā)年際變化過(guò)程（已換算為天然水體蒸發(fā)量）與降雨年際變化過(guò)程大體上呈反向?qū)?yīng)形態(tài)，說(shuō)明基本符合同時(shí)段內(nèi)降雨量與蒸發(fā)量成反比的關(guān)系規(guī)律，也體現(xiàn)出流域蒸發(fā)量年際變化過(guò)程基本合理。根據(jù)圖5、圖6可見(jiàn)，流域蒸發(fā)量年際變化過(guò)程和年內(nèi)分配情況也同鄰站情況基本一致。

4 流域不同類型蒸發(fā)數(shù)據(jù)換算關(guān)系分析

新曙光站20 cm蒸發(fā)皿與E-601蒸發(fā)器資料換算計(jì)算表見(jiàn)表2，新曙光站2014年5—9月大、小型蒸發(fā)器資料換算與實(shí)例對(duì)比分析見(jiàn)表3。

流域蒸發(fā)量在實(shí)際應(yīng)用時(shí)須轉(zhuǎn)換為天然水體實(shí)際蒸發(fā)量，因此需對(duì)小口徑蒸發(fā)器觀測(cè)資料進(jìn)行換算。目前一般以E-601型蒸發(fā)器近似代表天然水體蒸發(fā)量，因此本站須對(duì)20 cm口徑蒸發(fā)皿資料進(jìn)行換算。E-601型蒸發(fā)器蒸發(fā)口面積3 000 cm2，水深約60 cm，而小型蒸發(fā)器蒸發(fā)口面積314 cm2，水深2 cm，小型容量小，器壁裸露，器壁為銅質(zhì)，熱傳導(dǎo)率高。E-601型蒸發(fā)器的材質(zhì)為玻璃鋼，大部分埋于地下，容量大，四周有水圈，陽(yáng)光直射不到器壁。白天在陽(yáng)光的直射下，小型蒸發(fā)器器內(nèi)水溫常比空氣溫度高許多。因水溫愈高，蒸發(fā)越快，因此導(dǎo)致小型蒸發(fā)量大于E-601型蒸發(fā)器觀測(cè)的蒸發(fā)量。新曙光站長(zhǎng)期使用的蒸發(fā)儀器為20 cm口徑蒸發(fā)皿，全年使用，資料系列長(zhǎng)度為35 a，在5—9月同步觀測(cè)E-601型蒸發(fā)器資料，資料年限為25 a。表3是該站5—9月兩種儀器同步觀測(cè)資料的對(duì)比分析結(jié)果。表中水面蒸發(fā)折算系數(shù)計(jì)算公式為：K＝E601／E20，式中：K為水面蒸發(fā)折算系數(shù)；E601為E601型蒸發(fā)器的蒸發(fā)量；E20為20 cm口徑蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量。偏大率D＝（E20-E601）／E601×100%。由表3可看出，2種蒸發(fā)器蒸發(fā)量相差較大，5—9月E-601型蒸發(fā)量約為小型蒸發(fā)量的50%，折算系數(shù)約為0.5左右。由表3實(shí)例檢驗(yàn)結(jié)果可知，個(gè)別月份檢驗(yàn)計(jì)算誤差較大［3］。

圖4 新曙光站歷年降雨—蒸發(fā)對(duì)照?qǐng)D

圖5 新曙光站年蒸發(fā)量鄰站對(duì)比圖

圖6 新曙光站蒸發(fā)量年內(nèi)分配鄰站對(duì)比圖

表2 新曙光站20cm蒸發(fā)皿與E-601蒸發(fā)器資料換算計(jì)算表

表3 新曙光站2014年5—9月大、小型蒸發(fā)器資料換算與實(shí)例對(duì)比分析

5 結(jié) 語(yǔ)

經(jīng)上述分析可知，該流域系列蒸發(fā)資料數(shù)據(jù)分析結(jié)果合理，質(zhì)量可靠，符合北方地區(qū)蒸發(fā)規(guī)律特性。流域內(nèi)天然水體蒸發(fā)數(shù)據(jù)換算可能由于資料年限或分析方法的限制，其換算關(guān)系檢驗(yàn)精度較低。限于資料系列條件，文中僅對(duì)流域內(nèi)5-9月期間的大、小型蒸發(fā)器觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了換算關(guān)系分析，對(duì)全年資料進(jìn)行換算時(shí)，可根據(jù)水文圖集中相關(guān)換算系數(shù)參考使用［4］。文中所述結(jié)論因所引用資料和方法的限制，難免有偏誤之處，僅供交流參考。

［1］鄧先俊，陸地水文學(xué)［M］.北京：水利水電出版社，1984：47-60.

［2］伊春市統(tǒng)計(jì)局，伊春市統(tǒng)計(jì)年鑒［M］.伊春：伊春市統(tǒng)計(jì)局，2011：251-255.

［3］黑龍江省水文總站，黑龍江省水資源研究［M］.哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1991：7-14.

［4］伊春市水務(wù)局，黑龍江省伊春市地下水資源開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃報(bào)告［M］.伊春：伊春水務(wù)局，27-30.

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1007-7596（2015）07-0038-03

2015-06-28

孫卓（1979-），女，吉林長(zhǎng)嶺人，工程師；魏艷鳳（1976-），女，黑龍江嫩江人，工程師。