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中国水面蒸发器的发展简史与相关技术问题探讨
2011年第3期
中国水面蒸发器的发展简史
与相关技术问题孫讨
王积强陆旭2刘罢民3
中国科学院新疆生地所,鸟鲁木齐830011;2.水利部水文仪器及岩土仪器
质量监督检测中心,南京210012;3.南京水利水文自动化研究所,南京210012
【摘要】从中国水面蒸发器产品技术的引进吸纳、研究改进与创新提高等发展历史出发,述了有关开展蒸
发器产品性能(代表性与可比性)试验的结果,同时对现行《水面蒸发器》国家标准提出了不同的
技术见解,希望有关各方能够研制出代表性与可比性更好的水面蒸发器,以不断改进取代落后仪
器,准确测出真正代表环境的水面蒸发量,为中国的水利水文事业发展提供优质服务
【关键词】水面蒸发器;发展简史;技术问题;探讨
DOI编码】10.3969/.issn.1008-1305.2011.03.004
中图分类号】P332.2【文献标识码】B『文章编号】1008-1305(2011)03-0009-03
水面蒸发是关于环境的一项指标,其一定要能测水面蒸发量,因无溢流系统,暴雨时水漫出口缘
代表当地的小气候环境,包括空气和土壤,所以水而缺测。1960年中国水利部水文局,组织研究了
面蒸发器产品一定要用导热良好、具有固定颜色在TTH-3000型基础上,加了溢流桶(上管口在
(如白色或灰色)的材料来制造。所谓可比性,就口缘下6.0cm)和10cm宽水圈(800~1000套
是站网上使用的水面蒸发仪器都要一样,这样才能盆特有),去掉具有放大功能的测具(集水杯和量
突出对环境监测的差异性。此外,水面蒸发器的器管),换上了水位测针(为一种缩小功能测具),从
内水质要无杂物,无绿苔,含盐要小于3.6g/L,而形成了之后比较经典的“Ee。型水面蒸发器”
并且要保持器内水深一致,最好采用具有放大功能
1973年,世界气象组织仪器和观测方法委员
的蒸发测量传感器或专用计量装置。
会第六届会议通过了美国A级(]200X250蒸发
般而言,水面蒸发器的组成结构、部件要越器,平均水深20cm,放在10cm高木架上)和
简单越好。对E6型水面蒸发器来说,技术上是否TTH-3000型(少618×600,口缘高出土面和水面
应考虑废弃测针、去掉水圈和土台,改善溢流系7.5cm)为站网标准蒸发器。
统,增加底侧翼和定压安全阀,并且将蒸发桶口缘
而我国在1973年的杭州会议上,研究交流并
高出水面和土面7.5cm,最好用加排水(入工或半讨论了E6o1使用13年的经验,提出因测针观测不
自动)办法,来稳定蒸发器的器内水深,从而准确方便和误差较大而需要抬高口缘的问题;又提出因
观测实际的蒸发量
蒸发桶内外溅水不平衡的问题,而需要加宽水圈,
将蒸发桶和水圈都放在土台上,由此确定为“改进
1中国水面蒸发器发展简历
后的E。型水面蒸发器”,于1979年开始向全国推
20世纪20年代,国内曾经用Φ800~1000mm广;在这次会议上,有关专家还专题讨论了玻璃钢
直径的套盆式水面蒸发器来观测蒸发,其只测同心E。n蒸发器的代表性问题,终因隔热问题被会议否
内盆的水面蒸发,而内外盆之间有一个10cm宽的定,。
水圈。1949年后,我国引进前苏联II-3000
1982年在新疆阿克苏试验站,发现蒸发器的器
型,为防止中央测杆上下位移和摇摆,蒸发器做成内水深对蒸发量影响很大,当时用20cm×20cm蒸
锥形底,锥高8.7cm,测杆有多个水平支撑,蒸发
桶口缘高出土面和水面7.5cm,用集水杯和量管观
作者简介:王积强(1934年-),男,山东人,研究员
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中国水面蒸发器的发展简史与相关技术问题探讨
2011年第3期
发器进行试验测定,就发现:在一般情况下,当水四种都一样,只有e(环境)不同,则蒸发量随e
深偏大5cm时,蒸发就会偏大10%,而用隔热蒸而不同,可比性很好;若d(水深)和e都不同,
发器(玻璃钢质)则可增加到20%,并且主要发则蒸发量是水深和环境的函数,可比性就差,需做
生在晚上;而在暴雨情况时,水深大时溅出水多,d(水深)修正,才能显露出环境(e)的特点;若
实得雨量偏小,误认为是蒸发;水深小时溅出水a、b、c、d、e都不同,则可比性很差或无可比
少,实得雨量偏大,常算出“负蒸发”,这就是所性。这种仪器就应尽早淘汰,其观测数据就没有什
谓的“溅水误差”。E。0型内(蒸发桶)外(水图)么参考价值。
溅水不平衡的原因是溅水面的高度(水位)不同,
蒸发量是一个环境指标,这个环境包括空气环
与水圈宽度无关。为增加蒸发资料可比性,稳定水境和土壤环境,如空气温度、湿度、风速、水汽
深是第一位的,必须废弃需要水深变化的测具。用压,土壤温度、湿度、植被等,但仪器本身对蒸发
隔热蒸发器做水草增温值试验时,白天有一个正增也有直接影响,如水体大小、水深、口沿离水面和
温过程(因太阳辐射和水草导热不良),晚上有
土面的高度、蒸发桶颜色和导热率、加排水管路是
个负增温过程(因水草导热不良);但用铁质F。nK否堵、电器元件是否过关等。如198年在南京审
做水草增温试验时,发现白天的正增温较小且历时査《E。型系列水面蒸发器》国家标准时,就有很
长,晚上的负增温却不存在了,这说明铁质EoK多专家提出蒸发器的溢流桶不好用,有位专家深有
器内外热量交换很多,可代表土壊环境。而做不同体会的讲:“下暴雨时很紧张,披着雨衣,提着水
含盐量的试验发现,当含盐小于3.6g,L时,对蒸桶跑到观测场,从蒸发筒内提出一桶水又跑回观测
发量基本没有影响,但绿苔影响却是很大。
室,生怕水从菾发桶漫出而缺测,”很多测站干脆
1983年我们对水面菾发器做了一次比较成功就都不装溢流桶。此外,暴雨时蒸发桶与周围土壤
的科学实验,发现器内铁支架会增加水面蒸发量;摩擦力很小,很容易发生口缘歪斜,水尺零点改
因此同年我们就设计了一种新的Eeok型水面蒸发变,资料不连续,测针不同方位读数不同,可差几
器,其与原Eeo型相比较,去掉了测针(用体积法个毫米,同时雨时观测读数(针尖)延长了1
观测)和器内铁支架、溢流桶,还去掉了水圈和土2mm;而当测针座有泥沙后,零点也就发生改变
台,蒸发桶口缘高出土面和水面7.5m,完善了溢了;有的蒸发器安装后的口缘离地面高度相差很
流系统,用带静水器的垂直溢流管,排出多余的加大,可从7cm到30cm,另外土台的高度不同,材
水和降水,并在1985年的西安水面蒸发会议上公料不同,有的还人工种上几棵草,三个水圈内水位
开该Eeok的设计;会议上又重点探讨了水面蒸发不同与蒸发桶内水位也不同,这些都改变了蒸发热
器的安全过冬问题,通过我们1985~1986年的精环境并会发生溅水差异,资料可比性很差。1993
心研制,该问题也获得圆满解决,即水下设定了定年之后,有关技术人员发明了一个技术专利,与
压安全阀,可自动排出冰下超压水,以保持冰面平笔者的很多想法?不谋而合,即去掉了蒸发器的测
整
针、水、土台和溢流桶部分,恢复到T
2007年在阿克苏站,试验成功底側翼可稳定3000型原貌,只是口缘偏高一点。
口缘水平的试验,初步完善了E60K型站网用“标
2005年水利部水文局组织对《E6o型系列水面
准蒸发器的组成”。2010年设计自动供排水水面蒸发器》国家标准进行了修订工作,其成果也基本
蒸发器,对稳定水深达到极高标准,目前正在