水面蒸发尺度效应及其与气象要素关系研究

发布时间：2020-04-22 10:53

【摘要】：西北地区地处内陆,远离海洋,降水稀少,水资源缺乏,蒸发强烈,同时荒漠化和水土流失十分严重,生态环境极其脆弱。水面蒸发是地表水体水量损失的主要因素之一,作为水循环过程中最重要的环节,研究该地区地表水体蒸发的机理及其影响因素,揭示水面蒸发规律过程的机理机制,对于合理开发保护利用水资源具有十分重要的意义。本论文以关中盆地为典型研究区,通过原位观测试验,对水面蒸发量、水体剖面温度及气候因素进行观测,获取该地区水面蒸发过程中蒸发量、垂向水温变化和气象要素变化的实测资料,分析水体蒸发过程中水体剖面温度变化特征,揭示其与气像因素之间的关系;并利用不同深度相同面积、不同面积相同深度的蒸发器进行不同水体水温和水体蒸发量观测实验,探讨水体面积和蒸发量之间的定量关系。本文主要从垂向水温、面积对蒸发量的影响两个方面开展研究,取得了以下结论:(1)蒸发器中水温存在日分层现象,当蒸发器口径和水深接近时,有水温分层的现象出现,随着水深的加深,水温日振幅逐渐减小,相位滞后也愈加明显,水温分层趋势越加明显。影响水温日分层的主要气象要素是热力因子,即气温和太阳辐射。(2)水温最高值出现在7月份,月最高气温超过45摄氏度,月水面最高温度超过39℃;现有的观测中最低水温出现在12月份,水面温度均低于0℃;水温与气温的年际变化趋势相吻合。水温受到气象要素的影响而出现波动,夏季比较明显,水温的日最高值在15~17时出现,日最低温在夜间3~5时出现。水面蒸发过程会改变水面附近的气温,进而影响周围环境,改变局地小气候。(3)不同面积水体蒸发量的研究表明:水体面积和蒸发量呈负相关关系,面积每增大1m2,各月蒸发量在0.207mm至2.020mm之间下降。面积对蒸发量的影响不容忽视,故在计算区域内不同面积湖泊蒸发量时,应该将面积效应考虑在内。(4)对比不同面积蒸发器蒸发量和E601型国家标准蒸发器蒸发量发现,2.89m2、4.84m2、10.24m2蒸发器蒸发量最大值出现在7月份,20.25m2蒸发器中蒸发量最大值出现在8月份,E601型国家标准蒸发器中6、7、8月份蒸发量均较大。2.89m2、4.84m2、10.24m2、20.25m2蒸发器蒸发量和E601型国家标准蒸发器蒸发量的非冰期折算系数分别是0.245、0.219、0.201、0.105。
【图文】：

试验区,位置图

研究区位于关中盆地（或称渭河平原、渭河盆地），是地堑式构造平原，东经 107°30′～110°30′，北纬 34°00′～35°40′。深处大陆内部，位于陕西省中部，北部为黄土高原，南部为秦岭山区，西起宝鸡，东至潼关，东西长约 360km，南北宽窄不等，东部最宽处可达 100km 以上，面积约 1.9×104km2。海拔高度从西到东渐低，西部约 700-800 m，东部最低处仅 325m。地形自山区向盆地中心呈阶梯状降落，，依次为山前洪积平原、黄土台塬、河谷阶地。渭河自西向东横贯盆地中部，至潼关入黄河。区内自然条件优越，土地肥沃，文化教育事业发达，水资源条件良好，工业基础雄厚，产业门类齐全，有“八百里秦川”之称。是陕西省政治、经济、文化中心区域，交通畅达、区位重要。地处中国陆地版图中心和我国中西部两大经济区域的结合部，是西北通往西南、中原、华东和华北的门户和交通枢纽。在全国区域经济布局上，具有承东启西、连接南北的重要战略地位。形成了以铁路为骨架，公路为网络，航空运输为补充的主题格局，是我国重要的粮棉产区和国家重点建设的“一线两带”地区。关中盆地在我国经济建设中具有重要的区位优势，试验区具体位置见图 2.1。

水面蒸发,实验区,概况,蒸发器

第二章研究区概况和试验观测2.2 试验观测2.2.1 观测场地及观测仪器介绍观测场地位于长安大学渭水校区水与环境实验基地，由水与环境原位试验场、室内物理模拟实验室和人工降雨大厅三部分组成，是“旱区地下水文与生态效应教育部实验室”和“陕西省地下水与生态环境工程研究中心”。该处场地开阔，地势平坦，周围空旷，阳光充足，周围无遮挡物，通风良好，受外界条件的影响较小，适合安装蒸发器进行蒸发观测试验，水面蒸发试验区位于该实验区东北方向，如图 2.3 所示。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P339

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