新疆民豐縣地表水面蒸發量分析

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量分析

韓興勝

（新疆和田水文勘測局，新疆和田848000）

通過現有實測資料的插補和延長，用水面蒸發折算系數法估算了民豐縣地表水面蒸發量，其目的是分析水面蒸發的區域分布、年內和年際變化等情況。結果表明，在低溫濕潤地區，水面蒸發量小，高溫干燥地區，水面蒸發量大；蒸發的年內分配不均勻，水面蒸發量年際變化較穩定。

水面蒸發折算系數；水面蒸發量；區域分布；年內變化；年際變化

水面蒸發量是反映當地蒸發能力的指標，水面蒸發主要受氣溫、濕度、風力、輻射等因素的綜合影響[1]。地理環境的差異，也是影響水面蒸發的主要因素之一。根據水利部制定的《地表水資源調查和統計分析技術細則》要求，各種型號蒸發觀測值都應折算成E601型蒸發器的蒸發量，近似代表大水體水面蒸發量[2]。

1 數據收集與插補延長

1.1 基本資料情況

選取民豐縣及相鄰區域5處蒸發觀測站的資料，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蒸發皿觀測的數據，測站及資料情況見表1。

由于影響蒸發的因素很多，所以對系列中整年缺測者，一般末作插補延長，而對年內的缺測月份采用相應多年均值替代，選用站在地區上的分布很不均勻，測站多設在河流出山口及平原區，而高山區和沙漠區沒有觀測站，成為空白區，因此，分析蒸發變化特點比較困難。由圖1可以說明區域蒸發量觀測站點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年蒸發量過程線圖

1.2 資料的插補延長

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

表1 民豐縣及相鄰水文、氣象(20 cm口徑)蒸發站一覽表

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，選用蒸發站點資料情況一覽表見表1。由于影響蒸發的因素很多，各站蒸發量資料系列長度參差不齊，按《水文資料整編規范》要求，資料系列展延不能超過實測系列資料長度的30%，鑒于三個蒸發站資料現狀，不能滿足插補展延的要求，所以對系列中資料缺測年份蒸發量，不進行插補延長。

（1）克里雅水文站1986年開始觀測蒸發項目，實測資料系列1986～2010年、共25年，觀測年限偏短（觀測年數不足30年），1980～1985年停測年份的蒸發資料不進行插補延長，選用實測年份水面蒸發資料系列。

（2）尼雅水文站1980年開始觀測蒸發項目，實測資料系列1980～2010年、共31年，根據民豐縣地表水資源評價蒸發量分析計算的資料系列確定為1980～2010年的要求，尼雅水文站不進行蒸發資料的插補展延。

1.2.2 氣象站資料展延情況：

（1）安迪爾氣象站1973年開始觀測蒸發項目，實測資料系列1973～1997、2002～2010年、共34年，根據要求，本次工作僅對1998～2001年停、缺測年份的蒸發量資料進行插補。

用安迪爾氣象站的蒸發量資料與民豐氣象站相同時期觀測的資料進行相關分析，見圖2所示，它們的相關關系很差；因此，不能插補安迪爾氣象站的蒸發量。

（2）根據表1中的蒸發觀測情況，于田、民豐氣象站資料均在50年以上，按照有關規定，本次地表水資源評價確定蒸發量資料系列為1980～2010年，因此不進行上述資料的查補和展延。

圖2安迪爾氣象站與民豐氣象站蒸發量相關圖

2 水面蒸發量計算

2.1 水面蒸發量折算系數

影響自然水體水面蒸發量的因素很多，主要是濕度、溫度、風速和輻射等。根據《地表水資源評價導則》要求，需要對20 cm口徑蒸發器統一換算成E601型蒸發器的蒸發量。

和田地區水文站中有同古孜洛克站和烏魯瓦提站進行了20 cm口徑蒸發器與E601型蒸發器同步觀測，而和田氣象站自2002年開始在4~10月進行E601型蒸發器的單項觀測；同古孜洛克站和烏魯瓦提站分別在2000年、2005年開始進行全年觀測；和田氣象站E601型蒸發器在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測E601型蒸發器與Φ20 cm蒸發皿觀測的水面蒸發量進行分析計算，E601/Φ20 cm為蒸發折算系數。

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

烏魯瓦提站4~10月的折算系數使用1966~2010年（29年）的實測數據進行計算，1~3月、11~12月使用2000~2010年的實測數據計算，見表3；

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

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

2.2 水面蒸發量計算

選用站月水面蒸發量計算公式如下：

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

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

3 水面蒸發量分布分析

3.1 水面蒸發量的地區分布

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

根據計算得到的各個觀測點的大水體水面蒸發量，將它們點繪到蒸發等值線圖時，符合蒸發量隨海拔高度的增加而減小的規律。

由于蒸發觀測站點少、代表性差，就難以分析水面蒸發量的地區變化。但水面蒸發量的地區分布，總體特征同氣溫基本相同，與降水分布相反，既山區小、平原大的特點。

表2 同古孜洛克站不同觀測系列蒸發折算系數計算表

表3 烏魯瓦提站不同觀測系列蒸發折算系數計算表

表4 和田河流域月年蒸發折算系數統計表

表5 水面蒸發量（E601)月、年表水面蒸發量單位：mm

表6 水面蒸發量隨高程的變化

表7 各代表站水面蒸發量年內分配表

表8 各代表站水面蒸發量季節分配統計表單位：mm

表9 各代表站水面蒸發量年際變化

在低溫濕潤地區水面蒸發量小，干燥地區水面蒸發量大。當相對濕度大，風力小，水面蒸發量就小；而相對濕度小，水面蒸發量大。

3.2 水面蒸發的年內分配及年際變化

3.2.1 水面蒸發的年內分配

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

水面蒸發量的季節變化主要是受氣溫、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，水面蒸發量大，約占全年蒸發量的41.0%～45.6%。冬季（12~2月）氣溫低，水面蒸發量小，僅占全年蒸發量的3.0%～4.8%，夏半年的氣溫普遍較高，水面蒸發量大，占全年的78.5%～82.0%，冬半年氣溫較低，水面蒸發量小，占全年蒸發量的18.0%～22.6%。見表8。

3.2.2 水面蒸發量的年際變化

由于影響水面蒸發量的氣象因素年際變化不大，因此水面蒸發量的年際變化也較小。民豐縣水面蒸發量的年際變化特征，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量統計分析見表9。

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

4 結論

文章通過對民豐縣現有水文站實測資料的插補延長和分析，通過水面蒸發量折算系數計算出地表水資源蒸發量，合理評價出該地域水面蒸發量的分布特點及年內年際變化，得出如下結論：

（1）在低溫濕潤地區，水面蒸發量小，高溫干燥地區，水面蒸發量大。在相對濕度大、風力小的情況下，水面蒸發量也小；而相對濕度小，風力大時，水面蒸發量就大。

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

[1]朱永廣,紀杰善,曾光,張傳信.南四湖入湖懸移質泥沙分析[J].治淮, 2016,10:16-18.

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[3]范昊明,蔡強國,郭成久,蘇芳莉.柳河流域懸移質泥沙顆粒特征分析[J].遼寧工程技術大學學報,2005,06:929-932.

[4]范昊明,鄧寶玉,武敏,周麗麗,陳揚,蘇子龍.遼河中下游懸移質泥沙顆粒特征分析[J].人民黃河,2011,07:59-60+140.

[5]程同福.新疆瑪納斯河懸移質泥沙特性分析[J].人民長江,2016,S1: 63-65.

P467

B

1673-9000（2017）03-0129-04

2017-01-14

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