第2章_01_03-蒸发模式分析.ppt

土壤蒸发过程 土壤蒸发随土壤含水率θ的变化关系 E/EP =α·θ E/EP = 1.0 E/EP = C 土壤含水量是表示包气带土壤湿润程度的物理量，土壤保持水分的最大量称为田间持水量。田间持水量与凋萎含水量的差值称流域蓄水容量（Wm ）。土壤含水量与前期降雨有密切关系，可以用参数 前期影响雨量（Pa ）来反映。 流域蓄水容量(WM): 选取久旱无雨后一次降雨量较大且全流域产流的雨洪资料计算 一层蒸发模型 假定：流域蒸发量与土壤含水量成正比 【例】 某流域WM=100mm，试用一层模型计算表中各天的 蒸发量。 日 期 P EP W E 08-10 8.0 10.0 08-11 0.5 6.5 08-12 1.0 5.0 一层模型蒸发计算 （单位:mm） 0.8 9.2 0.6 9.1 0.5 E = EP · W / WM Wt+1=Wt＋Pt－Rt－Et 缺陷：未考虑土壤水分垂直分布的情况 一层蒸发模型的主要缺陷 当久旱期间降小雨时会使计算的蒸发量偏小。因为此时原土壤中含水量已很小，降小雨后，若由一层模型计算蒸发量E，则E很小。但实际上这部分雨水主要分布于土壤表层，很容易蒸发。 同时，若植被良好，则还有相当部分雨水停滞于植物截留。这种分布于表土和植物截留、填洼的水分，其蒸发接近于蒸发能力，不能和原土壤中的水分一并计算。 于是，有必要将一层计算模式改为两层计算模式。 基本假定：土壤含水容量WM分为上层WUM和下层WLM，上层按流域蒸发能力蒸发，下层蒸发量与下层土壤含水量成正比。蒸发先消耗上层土壤含水量再消耗下层，降雨先补充上层再补充下层。 两层蒸发模型 两层蒸发模型可以表述为： 上层蒸发： EU = EP 下层蒸发： EL = EP ·WL/WLM 总蒸发： E = EU + EL 两层蒸发模型 WU+P≥EP时: EU = EP, EL = 0; WU+P EP时: EU = WU + P ， EL = (EP － EU)×WL/WLM. E = EU + EL 含水量W 【例】 某流域WUM=20mm， WLM=80mm，试用两层模型计算表中各天的蒸发量。 日 期 P EP WU WL EU EL E 08-10 8.0 10.0 0 1.0 1.0 08-11 0.5 6.5 0 9 0.5 0.7 1.2 08-12 1.0 5.0 0 8.3 1.0 0.4 1.4 两层模型蒸发计算 （单位:mm） 日 期 P EP WU WL EU EL E 08-10 8.0 10.0 0 1.0 1.0 08-11 0.5 6.5 0 9 0.5 0.7 1.2 08-12 1.0 5.0 0 8.3 1.0 0.4 1.4 两层模型蒸发计算 （单位:mm） 日 期 P EP W E 08-10 8.0 10.0 0.8 08-11 0.5 6.5 9.2 0.6 08-12 1.0 5.0 9.1 0.5 一层模型蒸发计算 （单位:mm） 两层蒸发模型的主要缺陷 上述单层和双层计算，都是规定蒸散发与包气带蓄水量成正比，这样随着蓄水量趋于零，蒸发量也必趋于零。事实上，当下层蓄水量低于某下限值后，深层含水量也会以薄膜水或汽态水形式向上移动，供蒸散发消耗。尤其在湿润地区，深层含水量比较丰富，这种向上的水分移动量虽然不大，却源源不断。同时，植物根系能吸取深处含水量以供给植物散发。为此，蒸发计算可用三层模型。 三层蒸发模型 以两层蒸发模式为基础，增加了一个深层，当下层含水量低于某下限值后，深层以稳定蒸发量蒸发。 Wdm 深层 含水量W 上层蒸发： EU = EP 下层蒸发： EL = EP ·WL/WLM 深层蒸发：ED = C · EP 总蒸发： E = EU + EL + ED 三层蒸发模型 三层蒸发模型 EL = 新安江模型 土壤含水量一般是根据流域前期降雨、蒸发及径流过程，依据水量平衡采用递推公式推求 ——第t时段初始时刻土壤含水量 ——第t时段径流量 ——第t时段降雨量 ——第t时段蒸发量 （1）选择前期流域出现大暴雨的次日作为起始日，相应的土壤含水量为Wm （2）选择流域长时间干旱期作为起始日，相应的土壤含水量为0或者较小值 （3）提前较长