凝結水的形成及變化規律

陳翠琴

摘要凝結水對干旱與半干旱地區有著特殊意義，尤其是現時作為國家中長期科學研究規劃中降水、地表水、地下水、土壤水?！八乃钡膬灮渲煤娃D換關系的研究中有不可忽視的作用。為此，開展試驗研究，對凝結水形成機理、時空變化規律進行初步分析與探討。

關鍵詞凝結水；機理；形成；利用

中圖分類號S273文獻標識碼A文章編號0517-6611（2015）31-030-01

Formation of Condensate and Change Rule

CHEN Cuiqin

（Shijiazhuang Hydrology and Water Resources Survey Bureau， Shijiazhuang， Hebei 050051）

AbstractCondensate water in arid and semiarid region has a special significance， especially at the moment， as the national medium and longterm planning of scientific research in the precipitation， surface water， groundwater， soil water， the optimization of "four water" in the study of configuration and conversion relations have the effect that cannot be ignored， experimental studies were carried out in Hebei Province， preliminary analysis and discussion about the formation mechanism of the condensate and spacetime change rule was conducted.

Key words Condensate water； Mechanism； Formation； Using

河北省地理坐標位于36°5′～42°37′ N，113°11′～119°45′ E，屬干旱、半干旱地區。由于主要農作物種植區降水量稀少，幾乎沒有常規性地表徑流，地下水已被過量開采，造成很多環境地質問題。根據這種情況，高效利用土壤水成為解決河北省農業用水越來越緊缺的根本出路。凝結水的開發可高效利用土壤水。因而，研究凝結水的形成與變化規律對利用好這一資源具有特殊的意義。目前，對凝結水的概念、研究尚不足，造成對凝結水的量存在不同的看法，影響其利用，因而必須加強對凝結水的觀測研究，促進凝結水的利用。

1材料與方法

利用衡水市水文勘測局歷年（1986～2015年）觀測資料、衡水市氣象試驗站的平等觀測資料和農業部門的研究數據，對形成凝結水的影響因素和年內年際的變化規律進行研究。

2結果與分析

2.1凝結水形成的氣溫

氣溫差異是影響凝結水形成的主要影響因素。氣溫的變化能讓空氣的水凝結。溫差越大，發生凝結水的機率越高。

露點溫度與最低地溫的差值是形成凝結水的重要條件。依據衡水市水文勘測局2014年9～10月的觀測數據，凝結水發生日的平均差值為3.9 ℃，沒有凝結水的平均差值為1.7 ℃，有凝結水生成日的差值明顯大于無凝結水生成日的差值[1]，且差值大于4.5 ℃時均有凝結水生成。研究表明，當溫差>10、>11、>12、>13、>14、>15、>16、>17、>18、>19、>20 ℃時，凝結水發生機率分別為55.7%、56.1%、574%、58.4%、58.8%、61.0%、63.3%、61.5%、59.1%、615%、680%。

研究還表明，當日溫差/日均氣溫為>3.5、25～3.4、1.5～2.4、0.5～1.4、0.1～0.5、<0.1 ℃時，凝結水發生機率分別為100%、100%、69%、57%、45%、0。

2.2氣象影響因素

從理論上講，只有空氣中存在一定量的水分，才能形成凝結水[2]。但是，若空氣濕度增大，則會使得空氣溫度的下降速率減小，使得晝夜溫差變小，從而反過來阻礙凝結水的生成。由此可知，這些氣象要素雖對凝結水的生成有一定的影響，但是單一要素均不能有效反映凝結水的生成與大小。

通過對衡水水文勘測局的氣象資料進行綜合分析，發現相對溫差可以較好地反映凝結水的生成規律[3]。當相對溫差較大時易發生凝結水，反之凝結水的發生機率就會變小。

2.3其他影響因素

凝結水形成還受土壤巖性、植被覆蓋情況、土壤含水率、潛水埋深等因素的影響。

2.3.1土壤質地。2014年9～11月試驗表明，在其他條件基本相同時，土壤的機械組成（土壤顆粒大小和結構）越黏重[4]，凝結水量就越多。一方面是因為黏性土壤中支持毛管上升高度較大，造成地表層相對濕度較大；另一方面是因為土壤顆粒越細，表面積越大，吸附力越強[5]，凝結水一旦形成不易蒸發（表1）。

2.3.2植被覆蓋情況。衡水水文勘測局的觀測資料顯示，有作物的土壤凝結水量小于無作物的，凝結日數也是有作物小于無作物的[6]。究其原因，主要是由于作物遮蓋形成局部小氣候，近地表氣溫高于裸露地面，與露點溫度差值減小，故形成的凝結水較少，而且在作物植株長大后，葉片伸出蒸發器，當凝結水珠達到一定程度時會滾落到蒸發器外，儀器觀測不到。

2.4凝結水的年內、年際變化

由圖1可知，衡水水文勘測局2003年3月至2015年11月的逐月凝結水量年內變化的基本走勢是春季偏低，然后自夏、秋至冬季逐月上升[7]，秋末9月、10月上升幅度加大。這一趨勢基本反映凝結水年內的

變化規律。春季空氣濕度低，凝結水難以生成；隨著夏季的到來，空氣水分逐漸增多，凝結量開始加大；秋季晝夜溫差大，且空氣中含有適量的水汽，因而凝結量大幅上升；至冬季，雖然空氣中水汽絕對含量減少，但由于氣溫低，空氣中的水汽很易達到飽和，從而以霧、露、霜的形式形成凝結水。

3結論

凝結水是土壤水分的一部分[8]。它不僅作用于植物，在

水分平衡中也占有一定的比例。它雖不能作為開采資源加

以利用，但應作為調節資源加以考慮。目前凝結水的研究尚處于初步研究階段。從觀測儀器至觀測方法，與觀測結果上尚存在不少問題，還需進一步的加強研究，摸清凝結水的形成、變化機理，查明其規律，為今后在干旱地區開發利用這一寶貴資源提供科學依據。

參考文獻

[1] 韓奎學，吳景峰.土壤凝結水變化規律的初步探討[J].河北工程技術高等專科學校學報，2008（2）：10-13.

[2] 郭占榮，韓雙平.西北干旱地區凝結水試驗研究[J].水科學進展，2002（5）：623-628.

[3] 韓雙平，荊繼紅，荊磊，等.溫度場與凝結水的觀測研究[J].地球學報，2007（5）：23-25.

[4] 孫自永，余紹文，周愛國，等.新疆羅布泊地區凝結水試驗[J].地質科技情報，2008（2）：91-96.

[5] 高建勇，陳艷霞.一維非飽和土壤水分運動的數值模擬[J].安徽農業科學，2008（10）：4189，4269.

[6] 閆昕，劉鈺，張寶忠，等.基于雙作物系數模型的田間灌溉水利用效率估算[J].安徽農業科學，2015（12）：371-373，378.

[7] 方靜，丁永建.荒漠綠洲邊緣不同粒徑砂礫凝結水量[J].生態學雜志，2009（6）：1102-1106.

[8] 任鴻瑞，羅毅.魯西北平原冬小麥和夏玉米耗水量的實驗研究[J].灌溉排水學報，2004（4）：37-39.