《水文学原理》第六章：蒸发的基本概念、蒸发的类型及特点

第六章蒸发(Evaporation)*蒸发面：具有水分子的物体表面*分类1按蒸发面的性质：水面蒸发、冰雪蒸发、土壤蒸发、植物蒸发2按供水情况：饱和蒸发、非饱和蒸发第一节水面蒸发一概述水面蒸发是最简单的蒸发方式，属于饱和蒸发面。引入定义：蒸发潜热(汽化潜热）L，单位水量从液态变为气态所吸收的热量称为蒸发潜热。L=2491--2.177Ts(J/g)(Ts水面温度）定义：当汽化速度与凝结速度相等时蒸发停止，此时水面上的空气中的水汽含量必达饱和，相应的水汽压称饱和水汽压e。ssttse23545.710610二影响水面蒸发的因素1气象因素温度(促进）湿度(影响）风(促进）气压(影响）2自然地理因素水质：水中的溶解质会减少蒸发。水深：春夏两季浅水比深水蒸发量大；秋冬两季浅水比深水蒸发量小。风(促进)面积(促进)三水面蒸发的计算与观测1水汽输送法公式dzdqρKEWE：水面蒸发量q:比湿Z：从水面垂直向上的距离KW：紊动粘滞系数2水量平衡法根据：水量平衡法实质上是物质不灭定律的运用。公式：E=I–O–△SE—蒸发量、I—出流量、△s—储量变化优点：简单且严密。缺点：式右方各项均有误差。当蒸发量相当于其它各项数量很小时，误差相对过大。适用条件：时间较长，如年蒸发量或多年平均蒸发量等。3经验公式公式：E=Kf(u)(es-e)f(u)—风速函数es—水面温度下的饱和水汽压e—水面上某一高度的实际水汽压k—常数如华东水利学院（现河海大学）综合国内大型蒸发池观测资料，得)/)((31.0122.020002200dmmeeuE(e0-e200)—水面水汽饱和水汽压与200cm高处实际水汽压差。U200—水面以下200cm处的风速。4器测E0=P-WP—降水量、W—器内水位差前苏：TTH—3000美：A型蒸发器中国：20cm、80cm、E601四蒸发的时空分布（一）空间分布：赤道大两极小•海南、广东：年平均1400mm•西北：年平均2000mm•高山：700mm•平原：700mm（二）时间上的变化特点夏季冬季中午凌晨第二节冰雪蒸发冰雪蒸发是水面蒸发的一种特殊情况，当冰雪面上空气中的水汽压小于当时温度下的饱和水汽压时，冰雪面上进行蒸发。第三节土壤蒸发永久饱和的土壤，其蒸发过程和水面蒸发一样，都属于饱和蒸发面。一土壤蒸发过程土壤蒸发大体分为三个阶段：1.土壤含水量W田：土壤中存在着自由重力水，土层中毛细管上下沟通，供水充分，土壤蒸发只受气象条件的影响，蒸发量大而稳定。2.WW田：土壤中毛细管的连续状态将逐渐受到破坏，土层内部由毛细管作用上升到表面的水分也将逐渐减少，蒸发量与气象因素和土壤含水量有关。3WW断，这时毛管水不再连续，毛管向土壤表面输送水分的机制遭到破坏，水分只能以膜状水形式或气态水形式向上层土壤表面移动。二土壤蒸发的影响因素土壤蒸发取决于两个条件：•土壤蒸发能力•土壤的供水能力定义：蒸发能力：指蒸发面在特定的气象条件下充分供水时的蒸发量或蒸发率（一）土壤含水量的影响QQ田：土壤蒸发量大，与饱和差关系密切。Q断QQ田：土壤蒸发减少，与饱和差关系变差。QQ断：土壤蒸发很小，与饱和差关系十分散乱。（二）土壤孔隙的影响•一般认为孔径为0.1~0.001mm时，毛管现象最为显著，水分蒸发较快。•质地轻的土壤、团聚作用强的土壤蒸发慢。•砂土、重壤土、团聚体少的粘土蒸发快。•土壤孔隙上大下小上小下大轻重重轻土壤层次与孔隙形态（三）地下水位的影响地下水埋深越大，蒸发率越小。（四）温度梯度的影响•温度高蒸发快，温度低蒸发慢•气态水总是由水汽压大的地方向小的地方进行。三土壤蒸发的确定•水量平衡法•经验公式法•器测法第四节植物散发一、植物的构造根—主根、支根、毛根、根毛叶—表皮、气孔、叶脉、叶肉二、散发的影响因素1.气象因素的影响：主要是温度和日照。2.土壤含水量的影响。3.植物生理条件的影响。三、植物散发的估计两种计算方法：气孔控制法、林冠模法第五节区域总蒸发量一区域总蒸发规律：1.QQkE=EMQk1Q田，因为受到植物根系的影响。2.Qk2QQk1E=f(EM,Q)3.QQk2E=CEMQk2Q断，因为植物有枯萎过程。二区域总蒸发的影响因素•气象因素•土壤、植被的分布•地形地貌三区域总蒸发的估算•水量蒸发法•经验公式法