黃驊市1980～2012年蒸發特性研究

哈建強

(河北省滄州水文水資源勘測局,河北 滄州 061000)

1 黃驊市基本情況

黃驊市地處N38°09′～N38°39′，E117°05′～E117°49′之間，位于滄州市運東地區，東臨渤海，北與天津市接壤，西部、南部、東部分別與滄縣、鹽山、孟村、海興縣為鄰，南大港管理區和臨港經濟開發區包圍在本市之中。全市行政區域面積1 433.0 km2，擁有65.8 km的海岸線，灘涂面積268 km2。地理位置優越，處于東北亞經濟圈的中部位置和“環渤海，環京津”的雙環紐地帶，是國家跨世紀工程——神華工程的龍頭項目黃驊港所在地，現已成為華北地區對外開放的重要窗口。

河北省黃驊市地處華北平原東端，渤海西岸，地勢平坦，自西南向東北微微傾入渤海，是大陸和海洋交接處。地貌分區特征主要為平原地貌和海岸地貌。東部沿海海拔高度2～3 m，屬潮間帶鹽土，很少農業種植；西部海拔高度在4～5 m，約90%屬退海潮土。雖然瘠薄，但大都能種植，沿官莊、呂橋一線和舊城、羊二莊一線有古黃河道遺存，淺層有淡水分布，是黃驊市主要農業區。

蒸發是水循環過程中的一個重要環節，蒸發量是水平衡計算中的重要項目，因此掌握本市蒸發量的時空變化規律，對于提高水資源評價的質量有著重要意義。本文采用1980～2012年共33年同步蒸發資料，黃驊市區域內有黃驊和黃驊鹽場兩處國家氣象站，有完整的蒸發資料，據此對黃驊市的蒸發各要素進行分析計算。

2 水面蒸發及資料選擇

水面蒸發是指江河、湖庫、大小坑塘水面在充分供水條件下的蒸發量，影響因素較多，其中最主要的有熱力因子如氣溫、日照等和動力因子如濕度飽和差和風速等。本文研究對象采用E601型蒸發皿觀測的資料，對于氣象系統20 cm口徑銅質蒸發皿的觀測資料，均按水文系統對比實驗系數作相應改算。水科院曾對不同金屬質地不同口徑蒸發皿的實驗研究，結果表明E601型蒸發皿側向熱交換幾乎為零，且滿足充分供水條件，因此其蒸發量可以近似代表水面蒸發量。

黃驊市境內有黃驊和黃驊鹽場兩家氣象站1980～2012年的觀測資料，33年系列共66站年，站網密度約為716.5 km2/站，黃驊站居中，距海岸線約40 km，周邊以農業為主，植被相對較好，其地理環境具有較好的代表性。黃驊鹽場站距離海岸約5 km，周邊均為鹽汪和海灘，無任何植被和村舍，代表性較差，兩站均為Φ20 cm銅質蒸發皿觀測。黃驊站單站資料比兩站綜合考慮代表性更好，因此選用黃驊站蒸發量代表黃驊全市的蒸發量。

3 氣象蒸發資料計算與分析

3.1 氣象蒸發資料的換算

采用的換算系數公式如下：

K=E601/Φ20銅

式中：K為換算系數；E601為水利系統E601型蒸發皿觀測值，mm；Φ20銅為氣象系統Φ20 cm銅質蒸發皿觀測值，mm。

據滄州水文水資源勘測局多年同步對比觀測實驗，其換算系數見表1。

表1 換算系數成果表

根據表1給出的各月折算系數，將Φ20 cm銅質蒸發器觀測的資料折算成E601型蒸發器的蒸發量。

3.2 水面蒸發量年內分配

經過對折算后的1980～2012年33年蒸發資料進行計算，黃驊市多年平均水面蒸發量為1 234.8 mm，黃驊市水面蒸發量的年內分配見表2。

表2 黃驊市多年平均蒸發量年內分配表 /mm

由表2可以看出，多年平均蒸發量最大的月份是6月份，最小的月份是1月份，6月份蒸發量占年蒸發量的15.2%，1月份蒸發量僅占年蒸發量的2%，相差7倍多。水面蒸發量隨季節的變化而變化，其規律是冬季蒸發量小。1、2、11、12四個月的總蒸發量為139.9 mm，僅占年蒸發量的11.3%；而蒸發量最大的4個月4、5、6、7月份總蒸發量為674.1 mm，占年蒸發量的54.6%，相當蒸發量最小的4個月總蒸發量的5倍。這充分表明氣溫是影響蒸發的重要因素，但不是唯一因素。除氣溫外，飽和水汽壓差、風速等對蒸發量的影響也很大。每年的1和12月份是氣溫最低的兩個月，因此是蒸發量最小的兩個月。6月份氣溫雖不是最高，但由于6月份氣壓高，飽和水汽壓差大，因此蒸發量最大。而7月份雖然是一年中平均氣溫最高的月份，但由于7月份大氣濕度大，氣壓低，飽和水汽壓差小，蒸發量不如6月份大。

3.3 水面蒸發量年際變化

黃驊市處在同一個氣候區內，氣候差異不大，因此黃驊市蒸發量年際變化不大。1997年蒸發量最大，為1 493.3 mm；2003年蒸發量最小，為1 045.8 mm，相差447.5 mm，最大值是最小值的1.4倍。大多數年份在1 100～1 350 mm之間，占66.7%；小于1 100 mm的年份占12.1%，大于1 350 mm的年份僅占21.2%。由黃驊市蒸發量年際變化圖(圖1)可以清晰地看出黃驊市蒸發量的年際變化。

圖1 黃驊市蒸發量年際變化圖

3.4 干旱指數分析

干旱指數是反映地區氣候干濕程度的指標，其值為多年平均蒸發能力(通常用E601型蒸發器蒸發量代替)與多年平均降水量的比值。其表達式為：

干旱指數γ>1.0，說明年蒸發能力大于年降水量，表明該地區的氣候偏于干旱，γ值越大，干旱程度就越嚴重；干旱指數γ<1.0，說明年蒸發能力小于年降水量，表明該地區氣候偏于濕潤，γ越小，氣候越濕潤。一般認為，干旱指數在0.5～1時為濕潤區、1～3為半濕潤區、3～5為半干旱區，5～10為干旱區、大于10為嚴重干旱或極端干旱區。

黃驊市多年平均蒸發量為1 234.8 mm，同系列多年平均降水量為536.1 mm。經計算，干旱指數為2.30，屬于半濕潤氣候區。

4 結 語

通過以上分析可看出, 黃驊市水面蒸發量的特點是:

1) 蒸發量年內分配較不均勻。冬季氣溫低, 蒸發量小,根據1980～2012年蒸發資料顯示，1月份出現全年最小值；夏季氣溫高, 水面蒸發量大,最大月蒸發量的出現時間出現在6月份。

2) 蒸發量年際變化不大。由于該市水面蒸發量的變化主要與氣候等因素變化有關,而氣候差異變化不大，黃驊市蒸發量年際變化不大，1980～2012年最大值與最小值僅差1.4倍。

3) 根據對干旱指數進行分析，干旱指數介于1～3之間，為2.36，屬于半濕潤氣候區。

近些年來, 滄州水文部門對水面蒸發進行了長系列系統的觀測。可以看出,由于水面蒸發量的變化與氣候因素的變化有關, 故有必要進一步收集諸如風速、日照、溫度、濕度等氣象資料, 分析這些因素變化對水面蒸發量的影響比例。