陸水水庫壩上站蒸發量影響因素分析

摘要：為了使蒸發量的修改和插補數據更具合理性和準確性，以陸水水庫壩上站為例，對該站蒸發量的影響因素及相關關系進行了研究和分析。結果表明：陸水流域E-601型蒸發器與20 m2蒸發器所測的蒸發量受水汽壓力差影響最大;風速對該站兩種儀器的蒸發量測量影響不大。在實際蒸發量觀測中，應注意觀測方法、觀測時間、特殊情況下的觀測數據處理等，以確保觀測數據的準確性。

關鍵詞：蒸發量; 熱量平衡; 水汽壓力差; 陸水水庫

中圖法分類號：P332.2 文獻標志碼：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2022.S1.002

文章編號：1006 - 0081（2022）S1 - 0004- 02

現代水文測量儀器設備自動化程度逐步提高，在一定程度上替代了部分人工觀測工作。但有些新儀器在使用中存在不穩定性，會導致數據接收中斷或異常，在后期數據分析處理中需要進行人工修改及插補。由于人工處理數據主觀性較強，導致所獲取數據的不確定性較大。為了使數據缺乏時，對蒸發量修改和插補數據更具有合理性和準確性，以陸水水庫壩上站為例，對該站蒸發量的影響因素進行了研究和分析。

1 蒸發量計算方法

蒸發是地面熱量平衡和水量平衡的重要組成部分，一直是國內外氣象學、地理學、土壤學、水文學等相關學科關注的焦點之一。觀測水面蒸發量是為了研究水面蒸發在不同地區和時間上的分布規律，為水文計算、水文預報、水資源評價和科學研究提供依據。目前，一般使用傳統估算法和模擬估算法等方法計算蒸發量。

蒸發是存在于流域下墊面物體表面上的水分子，以氣態形式返回到大氣層的現象。自然界的蒸發過程直接體現為熱量和水分的交換，受氣象和自然地理因素的影響顯著。氣象因素主要包括溫度、濕度、風、氣壓和降水，地理因素包括水質、水深、水面形狀和面積。根據簡單的空氣動力方程建立經驗公式：

E=Kf（u）（es-e） （1）

式中：E為蒸發量;K為常數;f（u）為風速函數;es為水面溫度下的飽和水汽壓;e為水面上某一高度的實際水汽壓。其中，f（u）是蒸發的主要影響因素。

風能促進水氣交換，加強亂流擴散，從而增加水面蒸發。風速觀測表明，空氣運動具有不穩定性，可分為平均運動和湍流運動。氣流湍流特性是因下墊面崎嶇不平、受熱不均以及空氣黏滯性等因素導致。

2 蒸發量計算影響因素

本文通過數理統計與回歸方程方法，分別對陸水水庫壩上站2015～2019年蒸發量及氣象輔助資料進行了單獨對比分析，研究蒸發的主要影響因素。由表1可知，蒸發量與水汽壓力差相關性最強。

2.1 溫度影響

氣溫是對大氣中溫室氣體增加最敏感的因子之一，并且通過蒸發的形式影響流域水文循環。根據陸水水庫壩上站2015～2019 年平均蒸發量資料分析，該站多年月均氣溫與水面蒸發之間的關系見表2。

從表2可以看出：E-601型蒸發器與20 m2型蒸發器的最大蒸發量都出現在7，8月份，也是陸水流域4～10月中溫度最高的月份。

2.2 絕對濕度與水汽壓力差影響

空氣濕度即大氣中水汽含量，可用水汽壓、飽和差、露點、比濕等表征。大氣壓中由水汽所產生的部分壓強稱為水汽壓。在一定溫度下，大氣水汽含量存在極限值，當水汽達到極限值時則不再增加，此時空氣中的水汽壓稱為飽和水汽壓。當空氣達到飽和水汽壓時，蒸發停止。飽和差為一定溫度下飽和水汽壓與實際水汽壓之差，是影響蒸發速度最重要的氣象因子。飽和差越大蒸發量就越大，反之則蒸發量越小。

根據陸水水庫壩上站2015～2019 年的平均蒸發資料，該站絕對濕度、飽和差與水面蒸發之間的關系見表3～4。

由表3可以看出，4～8月蒸發量的變化與絕對濕度成正比關系，絕對濕度越大蒸發量越大。

由表4可以看出，4～10月蒸發量與水汽壓力差成正比關系，飽和差越大蒸發量越大。

2.3 風速影響

風的影響通常以風向、風速或風力表示。風向指氣流的來向，常按16方位記錄。風速是空氣在單位時間內移動的水平距離，以m/s為單位。風形成的直接原因是水平氣壓梯度力。風受大氣環流、地形、水域等不同因素的綜合影響，表現形式多種多樣，如季風、地方性海陸風、山谷風、焚風等。風是空氣分子的運動，風的大小即空氣流動的速度越快，帶走的水分子越多，蒸發量越大。根據陸水水庫壩上站2015～2019 年平均蒸發資料，該站風速與水面蒸發之間的關系見表5。

由表5可知，陸水水庫壩上站的風速對蒸發量變化并不大，可能是因為水庫附近風速變化不大，蒸發量受風的影響并不顯著。

3 初步分析結果

陸水水庫壩上站E-601型蒸發器及20 m2型蒸發器的蒸發量受水汽壓力差影響最大，其次是氣溫、水溫。經分析，E-601型蒸發器的水汽壓力差在2015～2019年范圍為0.4～22.6 hPa，5 a內以3.0～7.0 hPa出現最多;20 m²型蒸發器的水汽壓力差在2015～2019年范圍為0.9～22.5 hPa，而5 a內以5.0～9.0 hPa出現最多。統計分析得出全年中出現最頻繁的水氣壓力差范圍內的蒸發量范圍，見表6。

4 結 論

蒸發量受諸多因素影響，為了獲取比較準確的觀測資料，在實際工作中必須注意觀測方法、觀測時間、特殊情況下的觀測數據處理等，才能確保數據的準確性。通過對陸水水庫壩上站2015～2019年水溫、氣溫、絕對濕度、相對濕度、水汽壓力差、風速、蒸發量等觀測數據的對比分析，得出以下結論。

（1） 陸水流域E-601型蒸發器與20 m2蒸發器所測的蒸發量受水汽壓力差影響最大。因此，當出現短時間儀器故障導致蒸發數據中斷時，可以參考水汽壓力差與蒸發量關系進行初步插補判斷，也可以用此關系判斷異常數據。

（2） 風速對陸水水庫壩上站兩種儀器的蒸發量測量影響不大，可能由于該站北面有高山樹林遮擋，風速不暢。

（3） 在其他氣象條件不變的前提下，水面蒸發與溫度成正比。氣溫主要控制空氣濕度，間接影響水面蒸發。

（編輯：李 慧）