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南营水库水文站不同型号蒸发器蒸发量分析.pdf

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    水库 水文站 不同 型号 蒸发器 蒸发量 分析
    资源描述:
    第5 3 卷第3 期 2 0 1 7 年3 月 甘肃水利水电技术 G A N S UW A T E RR E S O U R C E SA N DH Y D R O P O W E RT E C H N O L O G Y V 0 1 5 3 N o 3 M a r 2 0 1 7 水文水资源 南营水库水文站不同型号蒸发器蒸发量分析 吉丽蓉 ( 甘肃省武威水文水资源勘测局,甘肃武威7 3 3 0 0 0 ) 摘要:通过对南营水库水文站2 0 0 1 2 0 1 6 年平行观测的E - 6 0 1 型蒸发器与4 , 2 0c m 小型蒸发皿蒸发资料进行对比分 析,旨在计算得出两种蒸发器的折算系数,并进行相关性分析,为有效利用长序列的小型蒸发皿资料及南营水库水量 平衡计算、水资源评价提供依据。 关键词:蒸发量;不同型号;观测值;折算系数 中图分类号:P 3 3 2 2文献标志码:B文章编号:2 0 9 5 0 1 4 4 ( 2 0 1 7 ) 0 3 0 0 1 3 0 3 1概况 水面蒸发是水循环过程中的一个重要环节,是 水量平衡的基本要素之一,做好蒸发资料的整理与 分析工作十分重要。但国内外实验研究表明,若用 器测法较好反映实际水面蒸发,则必须是几何尺寸 足够大的蒸发池。由于经济和技术条件所限,大多 数观测站均为小型蒸发器,因此,对水面蒸发折算系 数进行分析确定十分重要。折算系数是衡量蒸发器 性能好坏的重要标志,是供各种不同类型蒸发器所 观测的蒸发量互相换算及换算为大型水体蒸发量的 依据。在长期地面气象观测中,4 , 2 0c m 蒸发皿容积 小,器壁裸露于空气中,受蒸发器壁额外辐射能的影 响,一般都认为用小型蒸发器测得的蒸发量比实际 水面的蒸发量要大,由于实际水面蒸发很难测量,小 型蒸发器测值的偏大量,还没有可靠的数据。为了 测得更接近实际的蒸发量,南营水库水文站1 9 8 1 年 安装了E 一6 0 1 型蒸发器,这种蒸发器的构造与安装 位置更接近自然,测得的蒸发量更近于实际水面蒸 发量。 南营水库水文站位于甘肃省武威市新华乡南营 村南营水库坝顶左侧,地理位置为东经1 0 2 03 17 , 北纬3 7 。4 8 。集水面积8 4 1k m 2 ,洪水均由冰雪融 水和降水形成,洪水峰型多为单式洪峰,主汛期在 每年6 月至9 月,径流量年内分配极不均匀,多年 平均径流量1 2 6 7 亿m 3 。该站为水库水文站,总库 容20 0 0 万m 3 。历年蒸发量1 9 9 9 年最大,为1 6 4 7 7 m m ;2 0 0 7 年最小,为9 5 0 3m m 。 该站始建于1 9 8 0 年4 月,属省级重要站、区域 代表站。自1 9 8 1 年1 月开始该站对E 一6 0 1 型与 t h 2 0c m 型蒸发皿蒸发量进行对比观测,其蒸发观测 场设于该站院内,观测场周围地势平坦,基本无高大 树木和建筑物,场内安置蒸发仪器有:E 一6 0 1 型蒸发 器,水面面积30 0 0e m 2 ;t h 2 0e m 小型蒸发皿,安置在 距地面7 0e m 的铁质圈架上,各蒸发器的设置均符 合水面蒸发观测规范要求。 2 资料来源情况 选用南营水库水文站2 0 0 1 年1 月1 日至2 0 1 6 年1 2 月3 1 日E 一6 0 1 型与咖2 0c m 小型蒸发皿1 6 年的蒸发量观测资料,分析了两种蒸发器的折算关 系,为观测值的换算提供可靠的依据。原始资料均为 南营水库水文站专业人员按水面蒸发观测规范要 求于每日8 :0 0 对两种蒸发器( 皿) 进行观测的蒸发 量。南营水库水文站对+ 2 0e m 小型蒸发皿进行全 年逐日观测,全年最小蒸发量一般出现在冰期,最大 蒸发量多出现在6 月、7 月间。1 月1 日至3 月3 1 日 及1 1 月1 日至1 2 月3 1 日为稳定冰冻期,结冰严 重,E 一6 0 1 型蒸发器在结冰期无法正常观测,为了保 证蒸发值的统一规范,就很有必要对不同口径的观 测仪器进行对比分析,计算出折算系数,换算为统一 的蒸发值,以方便资料的实际应用。依据S D2 6 5 8 8 收稿日期:2 0 1 7 0 3 1 6 作者简介:吉丽蓉( 1 9 8 6 一) ,女,甘肃武威人,助理工程师,学士,主要从事水文水资源勘测,E m a i l :8 4 0 5 8 1 4 7 7 q q c o r n 。 万方数据 2 0 1 7 年第3 期甘肃水利水电技术 第5 3 卷 水面蒸发观测规范规定,冰期采用2 0c m 口径蒸 发皿观测,非冰期采用E 一6 0 1 型蒸发器观测,结冰 前、融冰后一个月两种仪器同时对比观测。因此, E 一6 0 1 型观测期为4 月lE t 至1 0 月3 1 日,在 E 一6 0 1 型蒸发器停止观测时,用小型蒸发器代替,并 与每年4 月及1 0 月进行两个月的E 一6 0 1 及+ 2 0 对 比观测,在资料整编时,将1 月至3 月份的小型蒸发 资料按4 月份的实测折算系数换算为E 一6 0 1 资料; 1 1 月、1 2 月份用1 0 月份实测折算系数换算。分析 过程所采用的资料记录完整,无缺测和插补值。 3 两种仪器蒸发置分析 3 1折算系数计算与分析 由于南营水库水文站未进行E 一6 0 1 型蒸发器的 冰期观测,故只对非冰期资料进行统计。西2 0c m 对 E 一6 0 1 的折算系数K 值按公式:K = E 一6 0 1 型蒸发量 硒2 0 c m 蒸发量计算,计算结果见表1 、表2 所列。 通过对两种蒸发器测定的年平均蒸发量进行对 比,4 , 2 0 型多年平均蒸发量为17 7 1 0m m ,E 一6 0 1 型 为l1 3 0 4m m ,差值为6 4 0 5m m ,偏大率5 7 ,差值 最大年份为2 0 0 1 年,为8 7 2 4m m ,相应偏大率 6 1 ,最小年份为2 0 1 4 年4 9 8 5m m ,偏大率5 l 。 从表1 中可以看出两种蒸发器平均年( 4 1 0 月) 折 算系数为0 6 3 6 ,汛期( 4 1 0 ) 各月折算系数在 0 6 2 1 0 6 6 1 之间,与平均年折算系数差别不大,变 幅仅为o 0 4 ;从表2 中得出两种蒸发器年蒸发折算 系数为0 6 0 9 0 6 7 6 ,变幅仅为0 0 6 。因此,说明 E 一6 0 1 与4 , 2 0 的折算系数是比较稳定的。由表1 和 表2 综合分析可知,南营水库水文站E 一6 0 1 型蒸发 器与西2 0c m 蒸发皿非冰期( 4 一1 0 ) 月蒸发折算系 数为0 6 4 。 表1 两种蒸发器历年各月平均蒸发量统计 比值K 0 6 3 80 6 3 9O 6 3 50 6 3 1o 6 4 0 0 6 2 5O 6 2 10 6 4 20 6 5 80 6 6 1O 6 5 8O 6 5 5O 6 3 6 表2 两种蒸发器历年年平均蒸发量统计 3 2 蒸发量的分布特征对比 点绘南营水库水文站两种蒸发器在2 0 0 1 2 0 1 6 年的月平均蒸发量过程曲线( 图1 ) ,由表2 及图1 分析可知:两种蒸发器各月平均蒸发量分布较为相 似,最大值均出现在6 月,最小值E 一6 0 1 为1 月, 4 , 2 0c m 为1 2 月,较为接近,最大值与最小值之间相 差4 , 2 0c m 蒸发皿为5 8 5 倍,E 一6 0 1 型为5 5 9 倍,极 为接近。两种蒸发器在5 月、6 月、7 月3 个月的蒸发 量差别均不大,其中4 , 2 0c m 在5 月、7 月两月差别 图1 南营水库站两种蒸发器年月平均蒸发量过程曲线 万方数据 第3 期 吉丽蓉:南营水库水文站不同型号蒸发器蒸发量分析 第5 3 卷 仅2 1m m ,E 一6 0 1 型在6 月、7 月两月也仅差8 4 m m o 3 3 两种蒸发器蒸发量相关性分 图2 是利用两种蒸发器历年各月平均蒸发量点 绘相关图。从图2 分析可知,两种蒸发器历年各月平 均蒸发量的相关陛系数达0 9 9 87 ,线性相关显著。 量 毒 强 划 增; 箍 划 糕 癸 一 o _ 图2 两种蒸发器历年各月平均蒸发量相关图 4 结语 通过以上两种蒸发器皿计算分析,说明南营水 为0 6 4 ,该系数结果可靠,可作为该站在不同时期选 用一种仪器进行蒸发量的计算,由于南营水库水文 站为区域代表站,根据S D2 6 5 8 8 水面蒸观测规 范的规定,这一系数适用于南营水库水量计算,并 可作为该区域内水利工程规划和水文设计计算参考。 此外,由于南营水库水文站缺少E 一6 0 1 型蒸发 冰期观测资料,故对冰期E 一6 0 1 型蒸发器与西2 0 c m 蒸发皿的蒸发量未能进行分析,建议该站在今后 的观测中按照S D2 6 5 8 8 水面蒸观测规范的规定 对E 一6 0 1 型蒸发器的蒸发量进行冰期观测,以便能 更好地分析和利用资料。 参考文献: 1 黄秋红E 一6 0 1 型与小型蒸发皿对比分析【J 】气象,2 0 0 0 ,2 6 ( 1 0 ) :4 5 - 4 8 1 S D2 6 5 8 8 ,水面蒸观测规范【J 】 3 S L2 4 7 1 9 9 9 ,水文资料整编规范【J 】 4 陈满祥水面蒸发与折算系数 c 陈满祥水文水资源论 文集兰州:兰州大学出版社,2 0 0 2 :2 0 3 2 0 6 库水文站E - 6 0 1 型蒸发器与咖2 0c m 蒸发皿蒸发量 5 陈满祥降水和蒸发技术专题总结 c 陈满祥水文水资 之间具有良好的相关关系,其折算系数非冰期可选源论文集,兰州:兰州大学出版社,2 0 0 2 :1 5 1 1 5 3 护抄爹q 乡、痧驴护驴、莎、:多痧驴痧汐、驴扩、西卜驴夕、召、苞多、疹、孝矿、彩、西斗矿、移、d 务驴 护、西x 、驴、驴、函斗尹、驴、西 驴、移、, 扩 ( 上接第1 2 页) W s = 一2 0 7 2 3 W 2 + l3 1 8 6 W小的主要原因; 式中:形,一年沙量,万t ; 形年水量,亿i n 3 。 从统计分析结果来看,回归的可决系数为 0 7 1 9 ,拟合优度较好。从回归模型的方差分析表看 到,F 统计量为1 9 0 1 9 3 F o0 5 ( 1 ,4 0 ) = 4 0 8 ,对应的P 值为0 ,表明在0 0 5 的显著性水平下通过了F 检 验,该模型的整体是显著的。可以看出,临洮站年水 沙量存在正相关关系,且相关关系较好。 从两个时间段的变化来看,2 0 0 8 年开始沙量显 著减小。利用前期水沙量关系粗略估算2 0 0 8 2 0 11 年平均沙量为2 5 5 万t ,而实测平均值仅为7 3 7 万t ,相 对偏小了7 1 1 ,表明东峪沟水沙关系发生了阶段 性显著变化。经分析变化的原因主要为: ( 1 ) 年降水量减小使得水量减小的同时,沙量 减小更为明显; ( 2 ) 近几年来,l 小时2 0m m 以上降水场次不 足前期的三分之一,3 小时2 0m m 以上的降水场次 不足二分之一,高强度暴雨次数较少,是年输沙量减 ( 3 ) 通过小流域综合治理、退耕还林等水土保持措 施,下垫面条件得到改善,产水产雹步棚制产生了变化。 4 结论 ( 1 ) 通过临洮站4 6 年的水沙资料分析,洮河支 流东峪沟年水量与年沙量均存在显著的减少变化趋 势,年沙量的减少趋势强于年水量。 ( 2 ) 东峪沟年水量与年沙量存在正相关关系, 且水沙关系发生了阶段性变化,2 0 0 7 年以后减沙的 趋势非常明显。 ( 3 ) 高强度暴雨次数较少是水沙关系发生变化 的主要原因,同时小流域综合治理也对其产生了一 定影响。 参考文献: 1 秦年秀,姜彤,原峰1 9 9 0s 长江下游干流径流量演变趋势 J 】湖泊科学,2 0 0 3 ,1 5 ( 1 2 ) :1 3 8 1 4 6 2 J o h n A R i c e 激理统计与数据分析 M 】田金方译北京:机械 工业出版社
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