新疆民豐縣地表水面蒸發(fā)量分析

韓興勝

（新疆和田水文勘測局，新疆和田848000）

新疆民豐縣地表水面蒸發(fā)量分析

韓興勝

（新疆和田水文勘測局，新疆和田848000）

通過現(xiàn)有實(shí)測資料的插補(bǔ)和延長，用水面蒸發(fā)折算系數(shù)法估算了民豐縣地表水面蒸發(fā)量，其目的是分析水面蒸發(fā)的區(qū)域分布、年內(nèi)和年際變化等情況。結(jié)果表明，在低溫濕潤地區(qū)，水面蒸發(fā)量小，高溫干燥地區(qū)，水面蒸發(fā)量大；蒸發(fā)的年內(nèi)分配不均勻，水面蒸發(fā)量年際變化較穩(wěn)定。

水面蒸發(fā)折算系數(shù)；水面蒸發(fā)量；區(qū)域分布；年內(nèi)變化；年際變化

水面蒸發(fā)量是反映當(dāng)?shù)卣舭l(fā)能力的指標(biāo)，水面蒸發(fā)主要受氣溫、濕度、風(fēng)力、輻射等因素的綜合影響[1]。地理環(huán)境的差異，也是影響水面蒸發(fā)的主要因素之一。根據(jù)水利部制定的《地表水資源調(diào)查和統(tǒng)計分析技術(shù)細(xì)則》要求，各種型號蒸發(fā)觀測值都應(yīng)折算成E601型蒸發(fā)器的蒸發(fā)量，近似代表大水體水面蒸發(fā)量[2]。

1 數(shù)據(jù)收集與插補(bǔ)延長

1.1 基本資料情況

選取民豐縣及相鄰區(qū)域5處蒸發(fā)觀測站的資料，其中氣象站3處，水文站2處。上述選用站的資料主要為Φ20 cm蒸發(fā)皿觀測的數(shù)據(jù)，測站及資料情況見表1。

由于影響蒸發(fā)的因素很多，所以對系列中整年缺測者，一般末作插補(bǔ)延長，而對年內(nèi)的缺測月份采用相應(yīng)多年均值替代，選用站在地區(qū)上的分布很不均勻，測站多設(shè)在河流出山口及平原區(qū)，而高山區(qū)和沙漠區(qū)沒有觀測站，成為空白區(qū)，因此，分析蒸發(fā)變化特點(diǎn)比較困難。由圖1可以說明區(qū)域蒸發(fā)量觀測站點(diǎn)的年降水量同步性情況，克里雅水文站與尼雅水文站年降水量過程線同步性較差；于田氣象站站與民豐縣氣象站的年降水量過程線同步性較好。

圖1民豐縣及相鄰各站點(diǎn)年蒸發(fā)量過程線圖

1.2 資料的插補(bǔ)延長

根據(jù)民豐縣地表水資源評價要求，蒸發(fā)量資料系列為1980～2010年；由于各站蒸發(fā)量站系列長短不一致，因此，對選用的蒸發(fā)量代表站資料系列進(jìn)行了插補(bǔ)延長。

表1 民豐縣及相鄰水文、氣象(20 cm口徑)蒸發(fā)站一覽表

1.2.1 水文站資料展延情況

在2個水文站中共有觀測資料56站年，最長系列為31年，最短系列僅有25年，選用蒸發(fā)站點(diǎn)資料情況一覽表見表1。由于影響蒸發(fā)的因素很多，各站蒸發(fā)量資料系列長度參差不齊，按《水文資料整編規(guī)范》要求，資料系列展延不能超過實(shí)測系列資料長度的30%，鑒于三個蒸發(fā)站資料現(xiàn)狀，不能滿足插補(bǔ)展延的要求，所以對系列中資料缺測年份蒸發(fā)量，不進(jìn)行插補(bǔ)延長。

（1）克里雅水文站1986年開始觀測蒸發(fā)項(xiàng)目，實(shí)測資料系列1986～2010年、共25年，觀測年限偏短（觀測年數(shù)不足30年），1980～1985年停測年份的蒸發(fā)資料不進(jìn)行插補(bǔ)延長，選用實(shí)測年份水面蒸發(fā)資料系列。

（2）尼雅水文站1980年開始觀測蒸發(fā)項(xiàng)目，實(shí)測資料系列1980～2010年、共31年，根據(jù)民豐縣地表水資源評價蒸發(fā)量分析計算的資料系列確定為1980～2010年的要求，尼雅水文站不進(jìn)行蒸發(fā)資料的插補(bǔ)展延。

1.2.2 氣象站資料展延情況：

（1）安迪爾氣象站1973年開始觀測蒸發(fā)項(xiàng)目，實(shí)測資料系列1973～1997、2002～2010年、共34年，根據(jù)要求，本次工作僅對1998～2001年停、缺測年份的蒸發(fā)量資料進(jìn)行插補(bǔ)。

用安迪爾氣象站的蒸發(fā)量資料與民豐氣象站相同時期觀測的資料進(jìn)行相關(guān)分析，見圖2所示，它們的相關(guān)關(guān)系很差；因此，不能插補(bǔ)安迪爾氣象站的蒸發(fā)量。

（2）根據(jù)表1中的蒸發(fā)觀測情況，于田、民豐氣象站資料均在50年以上，按照有關(guān)規(guī)定，本次地表水資源評價確定蒸發(fā)量資料系列為1980～2010年，因此不進(jìn)行上述資料的查補(bǔ)和展延。

圖2安迪爾氣象站與民豐氣象站蒸發(fā)量相關(guān)圖

2 水面蒸發(fā)量計算

2.1 水面蒸發(fā)量折算系數(shù)

影響自然水體水面蒸發(fā)量的因素很多，主要是濕度、溫度、風(fēng)速和輻射等。根據(jù)《地表水資源評價導(dǎo)則》要求，需要對20 cm口徑蒸發(fā)器統(tǒng)一換算成E601型蒸發(fā)器的蒸發(fā)量。

和田地區(qū)水文站中有同古孜洛克站和烏魯瓦提站進(jìn)行了20 cm口徑蒸發(fā)器與E601型蒸發(fā)器同步觀測，而和田氣象站自2002年開始在4~10月進(jìn)行E601型蒸發(fā)器的單項(xiàng)觀測；同古孜洛克站和烏魯瓦提站分別在2000年、2005年開始進(jìn)行全年觀測；和田氣象站E601型蒸發(fā)器在2002年及其以后的1~3月、11~12月為停測，烏魯瓦提站全年觀測僅有6年，因此只有同古孜洛克站的資料系列最長，也比較齊全。

對兩處觀測資料齊全的水文站實(shí)測E601型蒸發(fā)器與Φ20 cm蒸發(fā)皿觀測的水面蒸發(fā)量進(jìn)行分析計算，E601/Φ20 cm為蒸發(fā)折算系數(shù)。

同古孜洛克站4~10月的折算系數(shù)使用1980~2010年（31年）的實(shí)測數(shù)據(jù)，1~3月、11~12月使用2000~2010年的實(shí)測數(shù)據(jù)計算得到，見表2；

烏魯瓦提站4~10月的折算系數(shù)使用1966~2010年（29年）的實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，1~3月、11~12月使用2000~2010年的實(shí)測數(shù)據(jù)計算，見表3；

從表2和表3中計算結(jié)果看，兩站歷年4~10月折算系數(shù)全部大于短系列，因此在使用中，將短系列計算的（1~3月、11~12月）月折算系數(shù)與長系列（歷年4~10月）月折算系數(shù)相結(jié)合；由此得到同古孜洛克站、烏魯瓦提站月折算系數(shù)，見表4。

根據(jù)上述三站在1980~2010年觀測條件沒有改變的情況下，計算出三站20 cm蒸發(fā)皿的平均年蒸發(fā)量分別是3175.9 mm、2882.6 mm、2743.7 mm，烏魯瓦提站與和田氣象站的觀測數(shù)據(jù)比較接近，因此對民豐縣平原區(qū)氣象站20 cm蒸發(fā)皿觀測的資料換算成E601蒸發(fā)量時，直接借用表4中烏魯瓦提站的蒸發(fā)折算系數(shù)。

2.2 水面蒸發(fā)量計算

選用站月水面蒸發(fā)量計算公式如下：

式中：E（J）為多年平均月水面蒸發(fā)量（mm）；E20（J）為Φ20 cm蒸發(fā)器多年平均月觀測值（mm）；（J）為多年平均月水面蒸發(fā)折算系數(shù)。

本次評價將E601型蒸發(fā)器的蒸發(fā)量觀測值近似作為水面蒸發(fā)量，各選用代表站水面蒸發(fā)量月、年統(tǒng)計見表5。

3 水面蒸發(fā)量分布分析

3.1 水面蒸發(fā)量的地區(qū)分布

在低溫濕潤地區(qū)，水面蒸發(fā)量小，高溫干燥地區(qū)，水面蒸發(fā)量大[3]。在相對濕度大、風(fēng)力小的情況下，水面蒸發(fā)量也小；而相對濕度小，風(fēng)力大時，水面蒸發(fā)量就大[4]。民豐縣及鄰近的蒸發(fā)觀測站，分布在海拔高程1200 m~2000 m的區(qū)域內(nèi)，民豐縣及其鄰近觀測站，見表6。

根據(jù)計算得到的各個觀測點(diǎn)的大水體水面蒸發(fā)量，將它們點(diǎn)繪到蒸發(fā)等值線圖時，符合蒸發(fā)量隨海拔高度的增加而減小的規(guī)律。

由于蒸發(fā)觀測站點(diǎn)少、代表性差，就難以分析水面蒸發(fā)量的地區(qū)變化。但水面蒸發(fā)量的地區(qū)分布，總體特征同氣溫基本相同，與降水分布相反，既山區(qū)小、平原大的特點(diǎn)。

表2 同古孜洛克站不同觀測系列蒸發(fā)折算系數(shù)計算表

表3 烏魯瓦提站不同觀測系列蒸發(fā)折算系數(shù)計算表

表4 和田河流域月年蒸發(fā)折算系數(shù)統(tǒng)計表

表5 水面蒸發(fā)量（E601)月、年表水面蒸發(fā)量單位：mm

表6 水面蒸發(fā)量隨高程的變化

表7 各代表站水面蒸發(fā)量年內(nèi)分配表

表8 各代表站水面蒸發(fā)量季節(jié)分配統(tǒng)計表單位：mm

表9 各代表站水面蒸發(fā)量年際變化

在低溫濕潤地區(qū)水面蒸發(fā)量小，干燥地區(qū)水面蒸發(fā)量大。當(dāng)相對濕度大，風(fēng)力小，水面蒸發(fā)量就?。欢鄬穸刃?，水面蒸發(fā)量大。

3.2 水面蒸發(fā)的年內(nèi)分配及年際變化

3.2.1 水面蒸發(fā)的年內(nèi)分配

從各站所處經(jīng)緯度相差不大，因此各測站水面蒸發(fā)量的年內(nèi)分配比較接近，見表7。連續(xù)最大四個月蒸發(fā)量，均出現(xiàn)在5~8月，并占到年蒸發(fā)量的55.6%～60.0%,最大月蒸發(fā)量出現(xiàn)在6月，占全年蒸發(fā)量的13.9%～15.0%，由此可見，蒸發(fā)的年內(nèi)分配不均勻。

水面蒸發(fā)量的季節(jié)變化主要是受氣溫、相對濕度的影響[5]。夏季大冬季小；夏季（6~8月）氣溫高，相對濕度小，水面蒸發(fā)量大，約占全年蒸發(fā)量的41.0%～45.6%。冬季（12~2月）氣溫低，水面蒸發(fā)量小，僅占全年蒸發(fā)量的3.0%～4.8%，夏半年的氣溫普遍較高，水面蒸發(fā)量大，占全年的78.5%～82.0%，冬半年氣溫較低，水面蒸發(fā)量小，占全年蒸發(fā)量的18.0%～22.6%。見表8。

3.2.2 水面蒸發(fā)量的年際變化

由于影響水面蒸發(fā)量的氣象因素年際變化不大，因此水面蒸發(fā)量的年際變化也較小。民豐縣水面蒸發(fā)量的年際變化特征，選用了克里雅水文站、尼雅水文站、于田氣象站、民豐氣象站、安迪爾氣象站水面蒸發(fā)量統(tǒng)計分析見表9。

從表中可以看出，最大水面蒸發(fā)量與最小水面蒸發(fā)量極值比為1.56~1.86，Cv值為0.10~0.19之間。各站水面蒸發(fā)量年際變化較穩(wěn)定。極值比最大的于田氣象站是1.86，Cv=0.18。

4 結(jié)論

文章通過對民豐縣現(xiàn)有水文站實(shí)測資料的插補(bǔ)延長和分析，通過水面蒸發(fā)量折算系數(shù)計算出地表水資源蒸發(fā)量，合理評價出該地域水面蒸發(fā)量的分布特點(diǎn)及年內(nèi)年際變化，得出如下結(jié)論：

（1）在低溫濕潤地區(qū)，水面蒸發(fā)量小，高溫干燥地區(qū)，水面蒸發(fā)量大。在相對濕度大、風(fēng)力小的情況下，水面蒸發(fā)量也?。欢鄬穸刃?，風(fēng)力大時，水面蒸發(fā)量就大。

（2）水面蒸發(fā)量年內(nèi)變化表現(xiàn)為冬季（12~2月）氣溫低，水面蒸發(fā)量小，僅占全年蒸發(fā)量的3.0%～4.8%，夏半年的氣溫普遍較高，水面蒸發(fā)量大，占全年的78.5%～82.0%，冬半年氣溫較低，水面蒸發(fā)量小，占全年蒸發(fā)量的18.0%～22.6%。各站水面蒸發(fā)量年際變化較穩(wěn)定。

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P467

B

1673-9000（2017）03-0129-04

2017-01-14

韓興勝(1982-)，男，甘肅張掖人，工程師，主要從事水文監(jiān)測及水資源管理等工作。