20cm口径蒸发皿代表性和折算系数的计算分析.doc

20 cm 口径蒸发皿代表性和折算系数的计算分析叶剑锋1 ,佟延辉1 ,白连军1 ,宇红艳2(11 哈尔滨水文局 ,哈尔滨 150001 ; 21 佳木斯水文局 ,黑龙江 佳木斯 154000) 摘 要 以蒸发实验资料为基础 ,对20 cm口径蒸发皿对 E - 601 和20 m2蒸发池的代表性和月 、年折算系数进行了分析计算 。 关键词 20 cm蒸发皿 ;代表性 ;折算系数 文章编号 1006 - 7175 (2009) 11 - 0996 - 02 中图分类号 P333 文献标识码 A20 cm口径蒸发皿 ( 以下简称 E20 ) 是常用的观测水面蒸发的器具 。它是一个口径20 cm、高10 cm的铜质圆形器 皿 ,放置在离地面017 m的高度 。每日量取一次蒸发量 ,以 mm 计 。在 1989 年 修 订 后 的 水 文 观 测 规 范 中 , 改 将 E -601 型蒸发器 (简称 E - 601) 作为水文测站的标准观测器具 。E20只作为辅助性器具使用 。 分析计算资料来源于世界气象组织确认的接近自然水体蒸发的20 m2 蒸发池 (简称 E - 20 m2 ) 及 E - 601 、E20 等 蒸发器具 。表 1 历年蒸发量对照表59 月E2059 月E - 20 m259 月E - 601年份年 E20年 E - 6011990199119921993199419951996199719981999200020012002平均1 514111 313181 240131 220191 171121 268151 452151 303161 157171 292111 288181 520111 268101 3081698511875178341284111747178961999416935107601891915977121 112158811290417628155711152515572104941057516605176111854716524165821472314559105781657416519115111950015477195321553811539194871449413508156021748617521117571676618751177911386013830138091974311769179451877610800121E20的代表性E20的代表性应首先视 E20的蒸发量与 E - 20 m2 和 E -601 蒸发量是否接近 。如果同期蒸发量愈接近 ,则代表性愈好 ;如果相差甚远 ,则代表性较差 。其次是实测的 E20蒸 发量数据变化趋势是否和 E - 601 或 E - 20 m2 一致 ,有无比例关系 。如果变化趋势一致 ,且有一定规律可循 ,则代表性尚好 ;反之 ,则代表性较差 。E20的蒸发量要比同期 E - 601 或 E - 20 m2 偏大很多 ,见表 1 。以年蒸发量计 , E20 是 E - 601 的 1164 倍 ; 以 59 月蒸发量计 , E20 是 E - 20 m2 的 1174 倍 。这 种 系 统 偏 大 , 说明 E20 实测蒸发量离自然水体蒸发量相差甚远 ,也就是 说它的代表性较差 。这种器皿的资料不作处理或换算是 不能直接在水文计算中使用的 。造成 E20偏大的原因 ,主要是器质性因素 。它口径小 , 水体少 ,又暴露在空气中 ,器皿热效应对水体蒸发的影响 甚大 。而 E - 601 和 E - 20 m2 水面蒸发 接 近 自 然 水 体 情 况 。E20比 E - 601 和 E - 20 m2 每月都偏大见图 1 。但变化过程还基本相应 , 趋势一致 。说明相同的气象 因 素 对 变 化趋势的影响起着主导作用 。图 1历年平均月蒸发量过程线2折算系数计算分析折算系数 K 计算公式K1 = E - 601/ E20112(1) (2)(3)2K2 = E - 20 m / E20K3 = E - 20 m2 / E - 601 收稿日期 作者简介 2009 - 04 - 10叶剑锋 (1975 - ) ,黑龙江双鸭山人 ,工程师 ;佟延辉 (1967 - ) ,黑龙江延寿人 ,工程师 ;白连军 (1955 - ) ,黑龙 江哈尔滨人 ,高级工程师 ;宇红艳 (1971 - ) ,黑龙江七台河人 ,技师 1 996上式中 K 值是两种不同器皿在相同时段蒸发量的比值 ,如月蒸发量折算系数或年蒸发量折算系 数 。由 于 蒸 发量是一个连续变化的量 ,所以不同时段的 K 值也是不同的 ,应分别计算 。212月蒸发量折算系数用 3 种蒸发器的月蒸发量计算所得历年平均月折算 系数见表 2 。并以此数据绘制平均月折算系数过程线见 图 2 。表 2历年平均月折算系数表折算系数月份123456789101112均值最大 最小变幅均值 最大 最小 变幅 均值 最大 最小 变幅0158016801480120 (0156)0153016801410127 (0151)0148015801310127 (0147)0159017101500121 (0148)0160017001540116014901570145011201820187017301140161016701530114015101540142011201840195017501200165017101550116015901690153011601910198018501130168018201600122016901930158013511021114019101230173018401640120017301940164013011011112019401180166019901500119017511020158014411081123019401290158017901430136 (0162)0154016801330135 (0157)K1K2(0197)(0196)(0190)(0182)(1107)(1103)K3注 :括号内为推算插补值变化过程 。34 月到 10 月前后 ,是升值期 ; 10 月前后到第二年 34 月是降值期 。由于冰冻期 K2 、K3 (1112 月 ,14 月) 实测值暂缺 ,但是根据 K 值是器质改正系数和蒸 发器温差系数的这一函数关系 ,对某一种蒸发器 ,改正系数是相对固定的 , K 值的变化由温差系数的变化决定的 规律进行 推 算 插 补 。这 些 插 补 值 基 本 符 合 K 值 变 化 规 律 ,且有 一 定 资 料 分 析 依 据 。在 目 前 冰 冻 期 实 测 K2 、K3未得到之前 ,是可以参考使用的 。213 年蒸发折算系数E20对 E - 601 的年蒸发量折算系数是用二者实测年蒸发量计算的 ,结果见表 3 。图 2 折算系数过程线注 :虚线为推算插补数值从表 2 和图 2 中可以看出 , K 值在1 a内有一个峰谷表 3K1 年折算系数表年份 1992 1993 1994 1995 19961997 1998 1999 2000 2001 2002 平均 变幅 K1 0161 0163 0164 0162 0159 0164 0170 0158 0160 0162 0161 0162 0112 K1 的年折算系数比较稳定 。历年变 幅 为 0112 。由此折算的年蒸发量误差可在 ±10 %以内 。K2 、K3 的年蒸发量折算系数因无 E - 20 m2 全年蒸发量而无法直接算出 。在这里 , 借用前面推算插 补 的 冰 冻 期 K2 、K3 值 ,和 510 月 E - 20 m2 实测资料用下式算出 :平均年折算数为 0193 。 参考文献 高 明 ,梁俊习 1 冰期水面蒸发观测及蒸发器折算系 数的初步探讨 J 1 水文 ,1986 , (2) :51 - 541王建波 ,王 梅 1 水面蒸发量昼夜变化初步分析 J 1黑龙江水专学报 ,2008 ,35 (1) :30 - 321王 梅 ,王建波 ,那景坤 1E - 601 型蒸发器水面蒸发12K2 = (K2 E20 ) 1月 ( K2 E20 ) 2月 ( K2 E20 ) 3月+( K2 E20) 4月 + ( K2 E20 ) 11月 + ( K2 E20 ) 12月 + ( 5 10 月 E20- m2 ) / E 20式中 K2 为年折 算 系 数 ; E20 - m2 为 蒸 发 总 量 , 5 10 月 ; E20 为年蒸发量 。根据上式计算得出 K2 历年平均年折算系数为 0157 。 依 K3 、E - 601 、E - 20 m2 资料用同样公式算出的 K3 历年3实验分析 J 1 黑龙江水专学报 ,2004 ,31 3 :10 - 121( )王乙末 ,王淑兰 ,王 梅 ,等 1 器质性因素对水面蒸发的影响 J 1 黑龙江水专学报 ,1999 ,26 (2) :24 - 261(责任编辑 :赵琳琳)4