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        庫車市水面蒸發(fā)分析

        2021-11-02 08:13:52朱俊海
        水利科技與經(jīng)濟 2021年10期
        關(guān)鍵詞:水面蒸發(fā)庫車蒸發(fā)量

        朱俊海

        (新疆水利水電勘測設(shè)計研究院,烏魯木齊 830000)

        0 引 言

        水面蒸發(fā)量是反映項目所在地蒸發(fā)能力的指標(biāo),水面蒸發(fā)受溫度、濕度、氣壓、輻射、風(fēng)力等因素的影響[1],地理環(huán)境的差異也是影響水面蒸發(fā)的主要因素之一。根據(jù)水利部水文局1981年制定的《地表水資源調(diào)查和統(tǒng)計分析技術(shù)細(xì)則》,各種型號蒸發(fā)器的水面蒸發(fā)觀測值均應(yīng)折算成E601型蒸發(fā)器[2]的蒸發(fā)量,近似代表大水體水面蒸發(fā)量。

        1 城市概況

        新疆維吾爾自治區(qū)阿克蘇地區(qū)庫車市(原庫車縣,2019年12月20日經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)同意撤縣設(shè)市,同年12月30日舉辦了撤縣設(shè)市揭牌儀式),古稱“龜茲”,位于天山中部南麓,塔里木盆地北緣,東與巴音郭楞蒙古自治州的輪臺縣接壤,東南與尉犁縣相接,南靠塔克拉瑪干沙漠,西南面與沙雅縣相鄰,西面與新和縣以渭干河為界隔河相望,西北面與拜城縣相鄰,北部與和靜縣接壤[3],位于阿克蘇地區(qū)東端。

        2 資料分析

        本次地表水資源評價收集到庫車市內(nèi)及相鄰區(qū)域共計4處蒸發(fā)觀測站的水面蒸發(fā)量資料,其中氣象站2處,水文站2處。選用站的水面蒸發(fā)資料為Φ20 cm蒸發(fā)皿及E601型蒸發(fā)器的觀測數(shù)據(jù),測站及資料情況見表1,各站點年蒸發(fā)量過程線見圖1。

        表1 選用水文站、氣象站(20 cm口徑蒸發(fā)皿)蒸發(fā)站一覽表

        圖1 各站點年蒸發(fā)量過程線圖

        由圖1可以說明,本次選用站的年水面蒸發(fā)量存在同步情況,蘭干與新渠滿水文站、庫車氣象站年蒸發(fā)量過程線與新和氣象站的同步性較好。

        3 資料插補延長

        根據(jù)新疆庫車市地表水資源評價要求,水面蒸發(fā)采用1980-2018年共39年的同步資料系列進(jìn)行分析。因此,對參加分析的4個選用站中實測資料不足39年的蘭干站進(jìn)行插補延長,具體情況如下:

        蘭干水文站從1983年開始對蒸發(fā)量的觀測,因此需對蘭干水文站1980-2018年停、缺測年份的蒸發(fā)量進(jìn)行插補展延。

        建立1983-2018年蘭干水文站與新渠滿水文站同期年水面蒸發(fā)量的相關(guān)關(guān)系,插補展延蘭干水文站1980-1983年缺測的年水面蒸發(fā)量,兩站同期年水面蒸發(fā)量的相關(guān)關(guān)系較好(圖2),相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.87。因此,以新渠滿站為參證站插補展延蘭干站1980-1983年停測期間的蒸發(fā)量是能夠滿足要求的。

        圖2 蘭干與新渠滿年蒸發(fā)量相關(guān)圖

        4 水面蒸發(fā)量計算

        4.1 水面蒸發(fā)量折算系數(shù)

        影響自然水體水面蒸發(fā)量的因素很多,主要是濕度、溫度、風(fēng)速和輻射等。根據(jù)《地表水資源評價導(dǎo)則》要求,采用Φ20 cm口徑蒸發(fā)皿折算成E601型蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量。

        受資料限制,本次采用經(jīng)過審查的《新疆渭干河流域水資源調(diào)查評價報告》中蒸發(fā)折算系數(shù)成果,進(jìn)行水面蒸發(fā)量的折算?!缎陆几珊恿饔蛩Y源調(diào)查評價報告》中給出了庫車氣象站Φ20 cm口徑與E601型的折算系數(shù),詳見表2。本評價以庫車氣象站Φ20 cm與E601換算系數(shù)表作為蘭干站、新渠滿站、新和氣象站折算系數(shù)。

        表2 庫車氣象站Φ20 cm與E601換算系數(shù)表

        注:表2摘自《新疆渭干河流域水資源調(diào)查評價報告》。

        4.2 水面蒸發(fā)量計算

        本次分析認(rèn)為,E601型的觀測值近似看作水面蒸發(fā)量數(shù)據(jù),各監(jiān)測站點月水面蒸發(fā)量計算公式如下:

        選用監(jiān)測站點1980-2018年的月、年水面蒸發(fā)量統(tǒng)計,見表3。

        表3 監(jiān)測站點多年平均水面蒸發(fā)量(E601)月、年統(tǒng)計表 /mm

        5 水面蒸發(fā)量的地區(qū)分布

        水面蒸發(fā)量的區(qū)域分布主要是受區(qū)域的溫度、濕度、壓力、風(fēng)力、輻射等氣候因素的影響。在氣溫較低的濕潤地區(qū),水面蒸發(fā)量會較??;氣溫較高的干燥地區(qū),水面蒸發(fā)量會較大[4]。在相對濕度大、風(fēng)力小的情況下,水面蒸發(fā)量也??;而相對濕度小、風(fēng)力大時,水面蒸發(fā)量就大。庫車市內(nèi)的蒸發(fā)觀測站,分布在海拔高程960~1 268 m的區(qū)域內(nèi),庫車市監(jiān)測站點多年平均水面蒸發(fā)量及高程見表4。

        表4 監(jiān)測站點高程及多年平均水面蒸發(fā)量

        由于項目區(qū)蒸發(fā)監(jiān)測站點少、代表性不足,所以難以精確分析水面蒸發(fā)量的區(qū)域變化[5]。但水面蒸發(fā)量的地區(qū)分布,總體特征同氣溫基本相同,與降水分布相反,即具有山區(qū)大、平原小的特點。

        6 水面蒸發(fā)的年內(nèi)分配及年際變化

        6.1 水面蒸發(fā)的年內(nèi)分配

        由于各監(jiān)測站點所處地理位置相差不大,因此各監(jiān)測站點的水面蒸發(fā)量數(shù)據(jù)年內(nèi)分配比較相近[6],詳見表5。

        表5 各監(jiān)測站點水面蒸發(fā)年內(nèi)分配表

        各監(jiān)測站點最大連續(xù)4個月蒸發(fā)量大都發(fā)生在5-8月份,連續(xù)最大4個月蒸發(fā)量占年蒸發(fā)量的比例在59.09%~60.69%之間。除庫車氣象站外,其它站點的最大月蒸發(fā)量均出現(xiàn)在6月份,占全年蒸發(fā)量的15.55%~16.72%。由此可見,各監(jiān)測站點蒸發(fā)量年內(nèi)分配不均勻。

        庫車市水面蒸發(fā)量呈現(xiàn)夏季大、冬季小的特點,夏季(6-8月份)氣溫升高,濕度相對減小,水面蒸發(fā)量增大,約占全年蒸發(fā)量的45.12%~46.76%;冬季(12-2月份)氣溫降低,水面蒸發(fā)量減小,占全年蒸發(fā)量的3.89%~4.40%;夏半季(4-9月份)氣溫普遍較高,水面蒸發(fā)量大,占全年的79.60%~81.90%;冬半季(10-3月份)氣溫普遍較低,水面蒸發(fā)量小,占全年蒸發(fā)量的18.1%~20.4%。各監(jiān)測站點水面蒸發(fā)量季節(jié)變化見表6。

        表6 各監(jiān)測站點蒸發(fā)量不同季節(jié)分配統(tǒng)計表 /mm

        6.2 水面蒸發(fā)量的年際變化

        因為各監(jiān)測站點的氣象要素年際變幅不大,所以項目區(qū)水面蒸發(fā)量的年際變幅也較小[7]。為分析庫車市水面蒸發(fā)量的年際變化特征,選用蘭干水文站、新渠滿水文站、新和氣象站、庫車氣象站水面蒸發(fā)量資料,統(tǒng)計、計算分析水面蒸發(fā)量的年際變化特征,結(jié)果見表7。

        表7 各監(jiān)測站點E601蒸發(fā)量年際變化表

        從表7可以看出,最大蒸發(fā)量與最小蒸發(fā)量極值比在1.41~2.16之間,Cv值在0.09~0.14之間。各監(jiān)測站點水面蒸發(fā)量年際變化較穩(wěn)定。極值比最大是庫車氣象站,為2.19,變差系數(shù)Cv值為0.14。

        7 干旱指數(shù)

        干旱指數(shù)是反映區(qū)域氣候干濕程度的指標(biāo)[7],以年水面蒸發(fā)能力(用E601型蒸發(fā)器蒸發(fā)值代替)與年降水量的比值來表示。氣候干濕分帶與干旱指數(shù)密切相關(guān),因此可用干旱指數(shù)針對氣候干濕進(jìn)行分帶,其分級標(biāo)準(zhǔn)采用水利部制定的地表水資源評價《技術(shù)細(xì)則》中的標(biāo)準(zhǔn)(表8)。

        表8 干濕程度分級表

        根據(jù)各站多年平均年水面蒸發(fā)量(E601型蒸發(fā)折算值)和多年平均年降水量計算各站的干旱指數(shù),詳見表9。

        表9 庫車市各監(jiān)測站點干旱指數(shù)統(tǒng)計表

        8 結(jié) 論

        各監(jiān)測站點的干旱指數(shù)在8.7~18.5之間(表9)。其中,干旱指數(shù)最大的為新渠滿水文站,達(dá)到20.1,屬極端干旱區(qū);干旱指數(shù)最小的為蘭干水文站,干旱指數(shù)位9.6,屬半干旱區(qū)。

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