理论教育 陆地水面蒸发观测设备与误差问题

陆地水面蒸发观测设备与误差问题

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:上述蒸发器或蒸发池是设置在陆上的水面蒸发观测设备。其中ΓΓH—500型土壤蒸发器结构简单,安装、观测较为方便,使用较广。土壤蒸发器观测的土壤蒸发量,由于器壁的存在,蒸发器阻碍了土样与周围土壤正常的水、热交换,因此测得的土壤蒸发量有一定的误差。

陆地水面蒸发观测设备与误差问题

蒸发有水面蒸发、土壤蒸发和植物散发3类。

1.水面蒸发观测

水面蒸发按蒸发场的设置方式分为陆上水面蒸发场和漂浮水面蒸发场两种。水面蒸发观测仪器有E—601型蒸发器、口径为80cm带套盆的蒸发器和口径为20cm的蒸发器。其他还有ΓΓH—3000型蒸发器、水上漂浮蒸发器、20m2及100m2大型蒸发池等。

口径为80cm带套盆的蒸发器结构分为内盆和外盆2层,内盆为直接观测蒸发量的蒸发桶,置于一个直径更大的外盆内,两盆之间注水以减小四周气温对蒸发桶内水体温度的影响。

E—601型蒸发器是埋在地表下的带套盆的蒸发器,其内盆(面积3000cm2)内盛水,安装时它平置在地面,器口与地面平齐并在内盆外再套一水圈,如图3-4所示。

图3-4 E—601型蒸发器结构安装图(单位:cm)

1—蒸发器;2—水圈;3—溢流桶;4—测针桩;5—器内水面指示针;6—溢流用胶管;7—放溢流桶的箱;8—箱盖;9—溢流嘴;10—水圈上缘的撑挡;11—直管;12—直管支撑;13—排水孔;14—土圈;15—土圈外围的防坍设施

蒸发量观测为每日8时定时观测,测得前一日的蒸发量。蒸发量的观测值是根据蒸发器中测针所指示的水面高度的变化量以及日降雨量计算出来的。

上述蒸发器或蒸发池是设置在陆上的水面蒸发观测设备。另有一种漂浮蒸发器是把蒸发器安置在漂浮于水面的木筏上,这样蒸发器的环境条件与天然水体更为接近,观测到的蒸发量更能代表天然水体的蒸发情况。但有研究表明,漂浮蒸发器由于受条件限制和风浪影响,观测精度不高,只能在缺乏蒸发池实测资料时才可引用漂浮蒸发器的观测资料。

2.土壤蒸发观测

土壤蒸发观测相对水面蒸发观测而言比较复杂,目前常用称重式土壤蒸发器。它是通过测量一定时段(一般为1天)内蒸发器中土块的重量变化,并考虑到观测时段内的降水及土壤渗漏的水量,用水量平衡原理推求出土壤蒸发量。目前,我国常用的仪器是ΓΓH—500型土壤蒸发器和大型蒸渗仪等。其中ΓΓH—500型土壤蒸发器结构简单,安装、观测较为方便,使用较广。

ΓΓH—500型土壤蒸发器包括内外两个铁筒。内筒用来切割和填装土样,内径25.2cm,深50cm,口径面积为500cm2。外筒内径为26.7cm,深60cm,作为内筒的器座,供置入内筒用。此外,内筒下有一个集水器,承受蒸发器内土样渗漏的水量,内筒上接一排水管与径流筒相连,以收集蒸发器土面所产生的径流量

一定时段内的土壤蒸发量由下式计算

(www.daowen.com)

式中 E——土壤蒸发量,mm;

Y——径流量,mm;

I——渗漏量,mm;

H——降水量,mm;

G1、G2——前后两次筒内土样的质量,g;

0.02——500cm2面积蒸发量的换算系数。

土壤蒸发器观测的土壤蒸发量,由于器壁的存在,蒸发器阻碍了土样与周围土壤正常的水、热交换,因此测得的土壤蒸发量有一定的误差。

另外,土壤蒸发量还可以用水量平衡法和经验公式进行估算。

3.植物散发观测

植物散发是土壤中水分经植物根系吸收后输送至叶面,然后由叶面细胞间隙气孔逸入大气,而气孔具有随外界条件变化而缩放的能力,可以调节水分散发的强度。植物散发不只是水分物理过程,而且还是植物生理过程,直接观测比较困难。即使在实验站条件下对小样本进行研究,也只具有理论上的价值,难以直接引用。

4.蒸发资料的整理

蒸发资料的整理是指对观测值进行日、月、年蒸发量的计算,并对有关特征值进行统计。对于用蒸发器皿测得的水面蒸发,由于蒸发器的水热条件、风力影响与天然水体有显著区别,测得的蒸发量偏大,所以不能直接把蒸发器观测成果作为天然水体的蒸发值。有关单位研究表明,蒸发池的直径大于3.5m以后,蒸发强度与蒸发池面积间的关系才变得较小,因而认为其蒸发量可以代表天然蒸发量。为此,对大量的小型蒸发器所观测的数据需要再乘以折算系数k才较符合实际。

折算系数k因仪器类型、地方环境和气候条件而异,在实际工作中可根据当地实验成果选用。

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