水资源计算与管理.ppt

* * 分块 面积(km2) 平均雨深(mm) 各子块权重 A1 4 120 0..39 A2 12 98 0.118 A3 21 80 0.206 A4 23 63.5 0.225 A5 30 47 0.294 A6 12 36 0.118 累计 102 1 区域降水量的计算 二 蒸发 （一）蒸发的物理机制 1、水面蒸发（汽化-扩散） *汽化发生在水体与大气间界面.液态 气态 有效蒸发量=蒸发面跃出水量-返回水量 水面空气湿度达到饱和，蒸发与凝结达到动态平衡。 *水汽扩散 由水汽压高的地方水汽压低的地方运动。 据蒸发面不同分为土壤蒸发、植物散发、水面蒸发。前二者之和为陆面蒸发，三者总和，称流域总蒸发。 *水面蒸发量的测定 观测法、经验公式法、热力学模型法、水量平衡法 E－601蒸发器 ? B、我国水文计算规范推荐的经验公式为:????? ?????? ?E：水面蒸发量mm/d; es、 e1.5 ：分别为水面上和水面上方1.5m处的饱和水汽压hPa；?????w1.5 ：水面上方1.5m处的风速，m/s；?????A、B?:为系数，华北地区为0.22和0.32 ；? ? ?????? ???? Ts为：水面温度 *水面蒸发的计算：A、器测 将水面蒸发器的观测值Eɑ转换为大水体的蒸发量E:??? ? ?E=K·Eɑ?? ??? K--蒸发器的折算系数，因蒸发器类型和季节变化，可查取。 2、土壤蒸发 土壤中水分通过土表进入空气的过程 据土壤供水能力高低把土壤蒸发过程分为3个阶段。 1、第一阶段稳定蒸发阶段：当土壤含水量大于田间持水量，土壤蒸发强度近似水面: E = Em 2、第二阶段蒸发速率下降阶段：W=W田－W断裂含水量 土壤蒸发为：E=(W/W田)×Em 3、第三阶段蒸发速率微弱阶段： 当土壤含水量降低到断裂含水量以下时时，土壤液体水供应中断，只能靠下层水汽化向外扩散，土壤蒸发较深土层中进行。 3、植物散发 指水分从叶面和枝干进入大气的过程。通过植体表面蒸发量小；通过气孔扩散，其量较大。 植物散发发生于根系-土壤溶液界面、叶-气界面。植物散发的动力为渗透压及蒸腾拉力。 （二）蒸发的表示方法 1、蒸发量 蒸发的水层厚度，用mm表示。 2、蒸发率 单位时间或单位面积蒸发量 3、蒸发力 充分供水条件下，蒸发面的最大蒸发量。 流域蒸发=水面+土壤+植物散发 陆地上年降水量有60～70％通过蒸散发返回大气， 从水量损失角度来说，流域总蒸发是降雨径流形成 过程中唯一损失。 流域总蒸发通过估算求得。 （三）流域总蒸发量的计算 1.水量平衡法 任一时段：Ei =Pi – Ri ±△W Ei时段内区域总蒸发量；Pi、 Ri区域平均降水量和径流量;△W 蓄水变量。缺点是误差最终归入蒸发项。 E为流域蒸散发量；W为流域蓄水量；C=0.05-0.15；Em为水面蒸发量；Wa为田间持水量。 上式中关于Em的计算，若缺乏实测资料，可采用下述方法估算： ***Penman公式 　　　　　　　 式中: △＝饱和水汽压曲线的的斜率(毫米水银柱/℃) Ho ＝幅射平衡项； r─干湿球温度表常数(r≈0.5mm/度) Ea＝由2米高处的风速和2米高处水汽饱合差，共同决定的空气干燥力 ***桑特(Thornthwaite. C.W.) 方程式 t选定时段平均温度；I计算12个月平均温度的指数；I为年热能指数；a为I的一个综合地理因素系数；b为修正系数。 2.水热平衡法 E为流域多年平均蒸发量;R为辐射平衡值;L为蒸发潜热;P为降水量。 基本表达式： 3、经验公式 ***施拉别尔等根据流域降水和径流总量，提出了下式： E:蒸发量；P:降水量；E0:最大可能蒸发量，E0=R/L 。 ***布德科经验公式 在施拉别尔和奥里杰科普公式 基础上，取二者的几何平均值 式中，th、sh、ch分别为正切、正弦、余弦函数。 ***奥里杰科普提出了下面流域蒸发计算公式 因E0==R/L,代入得： 三、径流 （一）径流的含义及其组成 1、径流含义 指沿地表或地下运动汇人河网向流域出口断面汇集的水流。 2、径流组成??? A、降雨和融雪径流。我国河流以降雨径流为主，融雪径流发生在西部高山和高纬度地区。 B、据径流运动场所分为地表、壤中流、地下径流。 （二）径流的表示方法