永翠河流域水面蒸發(fā)特性分析

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。文章以永翠河流域為例，對其流域蒸發(fā)特性從年際、年內變化規(guī)律進行了分析。對流域蒸發(fā)資料從本站相關水文要素對比和相鄰流域對比等方面進行了合理性分析。最后重點對流域蒸發(fā)資料的換算關系進行了計算分析，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散和空氣中的水分子進入水體兩個過程，這兩個過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、相對濕度、風速、氣壓有關。蒸發(fā)量是水循環(huán)中的一個重要因素，它對區(qū)域水文要素規(guī)律的影響至關重要。一般情況下觀測天然水體蒸發(fā)儀器設備必須是尺寸足夠大的蒸發(fā)池，但因各種條件限制，我國現(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)長期全年使用20 cm口徑蒸發(fā)皿，在各別觀測站于每年的5—9月同期并行使用E-601型蒸發(fā)器，用來積累資料進行兩種儀器觀測數(shù)據(jù)的換算分析。目前常用E-601型蒸發(fā)器觀測值來代替天然水體蒸發(fā)量。無大型蒸發(fā)器的測站利用鄰近站的大、小蒸發(fā)器蒸發(fā)量換算系數(shù)來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)器的換算關系［1］。

1 流域概況介紹

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

2 流域蒸發(fā)年內、年際變化特征分析

新曙光站蒸發(fā)量年內分配曲線圖見圖1，新曙光站蒸發(fā)量年內分配統(tǒng)計表見表1，新曙光站蒸發(fā)量年際變化曲線圖見圖2，新曙光站年蒸發(fā)量模比系數(shù)差積曲線圖見圖3。由圖1、表1可知流域蒸發(fā)年內分配主要集中在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)量年內分配曲線圖

表1 新曙光站蒸發(fā)量年內分配統(tǒng)計表

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、徑流的關系以及與鄰站蒸發(fā)量年際、年內對比兩個方面進行。新曙光站歷年降雨—蒸發(fā)對照圖見圖4，新曙光站年蒸發(fā)量鄰站對比圖見圖5，新曙光站蒸發(fā)量年內分配鄰站對比圖見圖6。由圖4可知，流域蒸發(fā)年際變化過程（已換算為天然水體蒸發(fā)量）與降雨年際變化過程大體上呈反向對應形態(tài)，說明基本符合同時段內降雨量與蒸發(fā)量成反比的關系規(guī)律，也體現(xiàn)出流域蒸發(fā)量年際變化過程基本合理。根據(jù)圖5、圖6可見，流域蒸發(fā)量年際變化過程和年內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)器資料換算計算表見表2，新曙光站2014年5—9月大、小型蒸發(fā)器資料換算與實例對比分析見表3。

流域蒸發(fā)量在實際應用時須轉換為天然水體實際蒸發(fā)量，因此需對小口徑蒸發(fā)器觀測資料進行換算。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20 cm口徑蒸發(fā)皿資料進行換算。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，熱傳導率高。E-601型蒸發(fā)器的材質為玻璃鋼，大部分埋于地下，容量大，四周有水圈，陽光直射不到器壁。白天在陽光的直射下，小型蒸發(fā)器器內水溫常比空氣溫度高許多。因水溫愈高，蒸發(fā)越快，因此導致小型蒸發(fā)量大于E-601型蒸發(fā)器觀測的蒸發(fā)量。新曙光站長期使用的蒸發(fā)儀器為20 cm口徑蒸發(fā)皿，全年使用，資料系列長度為35 a，在5—9月同步觀測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資料的對比分析結果。表中水面蒸發(fā)折算系數(shù)計算公式為：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實例檢驗結果可知，個別月份檢驗計算誤差較大［3］。

圖4 新曙光站歷年降雨—蒸發(fā)對照圖

圖5 新曙光站年蒸發(fā)量鄰站對比圖

圖6 新曙光站蒸發(fā)量年內分配鄰站對比圖

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)器資料換算與實例對比分析

5 結 語

經上述分析可知，該流域系列蒸發(fā)資料數(shù)據(jù)分析結果合理，質量可靠，符合北方地區(qū)蒸發(fā)規(guī)律特性。流域內天然水體蒸發(fā)數(shù)據(jù)換算可能由于資料年限或分析方法的限制，其換算關系檢驗精度較低。限于資料系列條件，文中僅對流域內5-9月期間的大、小型蒸發(fā)器觀測數(shù)據(jù)進行了換算關系分析，對全年資料進行換算時，可根據(jù)水文圖集中相關換算系數(shù)參考使用［4］。文中所述結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［M］.北京：水利水電出版社，1984：47-60.

［2］伊春市統(tǒng)計局，伊春市統(tǒng)計年鑒［M］.伊春：伊春市統(tǒng)計局，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：黑龍江科學技術出版社，1991：7-14.

［4］伊春市水務局，黑龍江省伊春市地下水資源開發(fā)利用規(guī)劃報告［M］.伊春：伊春水務局，27-30.

P332.2

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1007-7596（2015）07-0038-03

2015-06-28

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