蒸发是水文循环及水量平衡的基本要素之一,对径流有直接影响。蒸发过程是水由液态或固态转化为气态的过程,是水分子运动的结果。流域的蒸发分为水面蒸发、土壤蒸发和植物散发三种。
1.水面蒸发
水面蒸发是指江、河、水库、湖泊和沼泽等地表水体水面上的蒸发现象。水面蒸发是最简单的蒸发方式,属于饱和蒸发。影响水面蒸发的主要原因是温度、湿度、风速和气压等气象条件。
水面蒸发常用蒸发器进行观测,常用的蒸发器有E—601型蒸发器、口径为80cm的带套盆的蒸发器和口径为20cm的蒸发皿三种。这三者都属于小型蒸发器,由其观测到的蒸发量与天然水体水面蒸发量有差别。因此,用上述设备观测的蒸发量数据应乘一折算系数,才能作为天然水体水面蒸发量的估算值。折算系数一般通过与大型蒸发池(面积为100m2)的对比观测资料确定,在实际工作中应根据当地的资料分析采用。其换算关系为:
式中 E——天然水面蒸发量,mm;
E1——蒸发器实测蒸发量,mm;
K1——蒸发器折算系数,它与蒸发器的类型、季节、地理环境及地理位置等有关。
2.土壤蒸发
土壤蒸发比水面蒸发要复杂得多。湿润的土壤,其蒸发过程一般可以分为三个阶段。第一阶段,表层土壤的水分蒸发后,能得到下层土壤的水分补充。这时土壤蒸发主要发生在表层,蒸发速度稳定,其蒸发量接近相同气象条件下的水面蒸发能力。第二阶段,土壤表面局部地方开始干化,土壤蒸发一部分在地表进行,另一部分发生在土壤内部。蒸发速度逐渐降低。第三阶段,当毛管水完全不能到达地表,土壤水分蒸发发生在土壤内部,蒸发的水汽由分子扩散作用逸入大气,蒸发速度缓慢。因土壤蒸发观测比较困难,而且精度较低,一般测站均不进行土壤蒸发观测。
3.植物散发
土壤中的水分经植物根系吸收后,输送至叶面,再从叶面散发到大气中,称为植物散发。土壤水分消耗在散发上的数量很大,散发过程是一种生物物理过程。目前,我国植物散发的观测资料很少,散发量难以计算。(www.daowen.com)
4.流域总蒸发
流域总蒸发是流域内所有的水面、土壤以及植被蒸发与散发的总和。由于流域内气象条件与下垫面条件的变化复杂,要直接测出一个流域的总蒸发几乎不可能。目前采用的方法是从全流域综合角度出发,用水量平衡原理来推算流域总蒸发量。
对于某一闭合流域,利用已知降雨和径流资料,可列出任意计算时段的水量平衡方程。
式中 E总——计算时段内的全流域蒸发量,mm;
P——计算时段内的全流域平均降水量,mm;
R——计算时段内的全流域平均径流量,mm;
ΔU——计算时段始、末流域蓄水变量值,mm。
对于多年平均情况,式(2-7)可简化为:
式中 ——流域的多年平均年蒸发量、年降水量和年径流量,mm。
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