陇南地区水面蒸发能力浅析

第２９卷第１７期　２０１３年９月　甘肃科技　

Ｇａｎｓｕ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ３　ｆ－２９　

Ｓｅｐ．　Ｎｏ．１７　２０１３　

陇南地区水面蒸发能力浅析　兰春霞　（甘肃省兰州水文水资源勘测局，甘肃兰州７３００００）　

摘要：蒸发能力是水量循环的重要因素之一，研究当地的蒸发能力，对当地的防汛抗旱工作及水资源的有效利用　都具有积极现实的意义。对当地水资源合理开发利用、计划用水和调配水源等工作提供了重要的参考数据。对当　地经济建设有着积极重要的意义。　关键词：蒸发；特性；分析；陇南　；水循环　中图分类号：ＴＶ２１３．４　

ｌ　地域概况　陇南地区位于甘肃省东南部，属于秦岭山区，域　内沟壑纵横，多山、少平地，工农业生产与其他地区　相对比较落后，地理坐标在东经１０４。一１０６。３５，北　纬３２。一３４。之间。东西长２２１ｋｍ，南北宽２２０ｋｉｎ。　东部与陕西接壤，南边与四川毗邻。现辖七县一区，　面积约２７９００ｋｍ　，人口２００余万，是甘肃省境内唯　一的长江流域地区，气候温暖湿润，境内高山、河谷、　丘陵、盆地交错，气候分布变化差异明显，区域内植　被良好，森林覆盖率一般在７０％左右，有些地方甚　至达到９０％，各种生物资源较为丰富。　该地区气候在横向分布上主要为北亚热带、暖　温带、中温带三种类型。北亚热带主要包括康县南　部、武都南部、文县东部。在这一地区，年平均气温　在１２～１４℃，降水量在６００ｍｍ左右，耕地面积约２　万ｈｍ　，占全区耕地总面积的６．７％。另一个是嘉陵　江河谷及徽成盆地，年平均气温１０—１２℃，耕地面　积约为１１．３３万ｈｍ　，占全区耕地总面积的３７．８％，　是该地区主要的粮食产区。暖温带包括全区的中　部、东部及南部的广大地区，海拔在１１００—２０００ｍ　之间，降水量５００—８００ｍｍ之间，耕地面积约为ｌ０　万ｈｍ　，占全区耕地总面积的３３．３％。中温带包括　全区的北部和西部地区，主要是宕昌、西和县大部，　武都区部分区域。这一区域海拔一般是２０００ｍ以　上的高海拔区，年最低气温在一２０％以下，降水量相　对较小，土地较为贫瘠，耕地面积约６．６６万ｈｍ　左　右，占全区总耕地面积的２２．２％。　分析该地区的蒸发能力不仅可以有助于了解该　地区水资源的自然消耗规律，还可以研究减少无效　蒸发、增加可利用水资源储量和开发途径和措施，提　高本地区的水资源的合理开发和利用能力。　蒸发能力是指充分供水条件下的陆面蒸发量。　水面蒸发是反映蒸发能力的一个重要指标，是蒸发　能力分析最基本的项目。根据现有的设备条件和各　种型号蒸发器对天然水体蒸发量测量的代表性，以　Ｅ６０１型蒸发器对天然水体水面蒸发的模拟最为理　想。其他型号仪器的观测资料均要进行折算。蒸发　量的地区变化和年际变化相对较小。据统计，水面　蒸发量的ｃｖ值一般小于０．１５，故通常只需有ｌ０年　以上的资料即可满足计算要求。这次分析主要选用　１９９０—２０００年的蒸发资料。　

２基本资料与计算时段　蒸发资料主要集中在水文和气象部门。其他部　门虽有观测，但是由于资料零散，提取不易，所以此　次分析仅采用水文部门蒸发资料作为分析的主要依　据。参与资料整编的蒸发器主要是‘ｐ２０小型蒸发器，　在水文部门观测并参与整编的蒸发站中，一般资料系　列为近４Ｏ年，绝大多数蒸发器为‘ｐ２Ｏ小型蒸发器，　因此共选水文部门２０个蒸发站进行分析，其中白龙　江流域１０个，嘉陵江流域１Ｏ个，‘ｐ２０小型蒸发器观　测站资料用折算系数法分析进行折算系数分析，进　行合理性分析，地区综合，统一确定折算系数。转算　成Ｅ６０　１型蒸发器蒸发量值后供分析时参照使用。　蒸发分析的资料系列为１９９０—２０１０年，资料较　为完整、系统，无需进行插补，但对其参与分析的资　料做了合理性分析和可靠性检查。　

３蒸发量折算系数分析　各种蒸发器结构和型式都有所不同，观测环境　也有所变化，因而使得不同型号蒸发器的蒸发量观　第ｌ７期　兰春霞：陇南地区水面蒸发能力浅析　６１　测值在一定程度上存在的差异，但是经过分析折算　系数，进行换算，基本上都可以满足资料的分析应用　要求。本次参与分析的蒸发观测资料的蒸发器主要　为‘ｐ２０小型蒸发器，及少量Ｅ６０１型蒸发器，为了分　析比较方便，本次对所有蒸发资料统一的折算，采用　折算成Ｅ６０１蒸发器资料后进行分析。　３．１　９２０的折算系数　‘ｐ２Ｏ小型蒸发器观测方便，不受结冰、降水等气　象因素的限制，在蒸发量观测过程中被广泛使用，在　甘肃省陇南水文局下辖水文站基本都有观测站。但　是也有其缺点，其一，因其水体容量较小，受外界各　种非自然因素影响较大，对全面反映一个地方真实　的蒸发情况存在一定的局限性。在某地区一定范围　内，各种自然因素相差不大，相邻近的蒸发站，其蒸　发量值和蒸发特征比较相近，因此，在进行不同蒸发　器之间的蒸发量折算系数的分析时，相邻近的蒸发　站采用相同的折算系数。　本地区年月的折算系数（Ｅ６０１蒸发器蒸发量／　０蒸发器蒸发量）一般在０．５５～０．９６之间，分析　表明：其相关系数大多数在０．７—０．８左右，折算结　果较为理想。　因存在折算误差及地区综合误差，对于‘Ｐ２０蒸　发器型与Ｅ６０１蒸发器观测的蒸发量，仅作粗略的　折算。蒸发值中存在一定的误差。如需进一步精确　掌握两种型式蒸发器之间的相互关系，必须进行同　步对比观测试验。　４蒸发特性分析　４．１蒸发的地区差异大　陇南市平均水面蒸发量区域差异比较明显。绘　制１９９０—２０１０年蒸发等值线图，从图上可以看出，　等值线范围在８００—１０００ｍｍ之间，分布趋势与年雨　量相反，由自南向北、西北方向逐渐递增。全区年水　面蒸发量高值区在西和县及礼县，水面蒸发量均值　超过１　１００ｍｍ；水面蒸发量均值在全区有一个低值　区，即文县及碧口一带，均值出现有小于９５０ｍｍ的　情况。　１９９０—２０１０年全区水面蒸发系列中，年水面蒸　发最大值为１２９５ｍｍ（２００６年），最小值为９２３．１ｍｎｌ　（２０１０年），最大、最小值的比值是１．４０。嘉陵江和　白龙江比值分别是１．３８，１．４２。　４．２蒸发的年内分配不均　受气候变化影响，蒸发的年内分配很不均匀，夏　季气温高，蒸发大；冬天气温低，蒸发量小。月最小　蒸发量一般出现在每年的１—２月份，月最小蒸发量　仅占全年的３％左右，月最大蒸发量一般出现在６　月份，主要原因是当地这一时段气温高，降水量小，　空气干燥等气象因素所致。其最大月蒸发量约占年　蒸发量的１３％左右，其次是７月份、８月份，月蒸发　量约占全年的１２％左右。主要原因是，这一时段虽　然到了盛夏，但是降水量增多，空气湿度变大所致。　全区各不同区域月平均蒸发量见表１。　表１　蒸发代表站２０００年前后蒸发量变幅　站名地级行政区　差　要　拳砉睾　

全区汛期（５—１Ｏ月）的蒸发占全年的６８％。　各站连续最大４个月蒸发量一般在５～８月份，蒸发　总量达６００多ｍｍ，全省５—８月的蒸发集中了年蒸　发量的近５０％，占全年的４９．３％，这一百分数在地　区分布上很稳定。　４．３蒸发量的变化趋势　以２０００年为界对各蒸发代表站作趋势分析，结　果表明：２０００年后多年平均蒸发量普遍较２０００年　前并没有明显的变化趋势。　科学界普遍认为，气候变暖必然导致大洋水面　蒸发加剧。而统计结果表明，在过去５０年间，虽全　球气温逐年上升，水面的实际蒸发量却在逐年递减。　气候变暖对蒸发并无直接影响，１３照使水面升温才　是问题的关键。造成大气污染的悬浮颗粒和恶劣天　气的浓厚云层能有效阻挡阳光对水面的直接照射，　从而减少了水份的蒸发。　（下转第２７页）　第１７期　吕增元：积分法测试ＯＳＮＲ　２７　４．２噪声功率　测量噪声功率：　１）关闭信号；　２）重新扫描一遍光谱；　３）调节标记线Ｌｌ和Ｌ２的位置，使得两标记线　仍以原信号的中心为轴对称分布，并且Ｌ２一Ｌ１＝　０．１ｎｍ，如图４所示；　４）读出屏幕上方的噪声功率Ｐ噪声。　图４调节标记线Ｌ１和Ｌ２位量　４．３计算ＯＳＮＲ　ＯＳＮＲ（ｄＢ）＝Ｐｅａ号一Ｐ噪声　注意：以上功率值单位均采用ｄＢ　。　５工程ＯＳＮＲ测量可替代方法　开关测量通道、利用积分法分别测量带内信号　和噪声的功率，从而测量传输信号的ＯＳＮＲ，可以很　好地解决由于频谱混叠导致利用光谱仪ＯＳＮＲ自动　分析功能测量的传输ＯＳＮＲ测量不准的问题，从而　较好地解决了利用现有的仪表实现ＯＳＮＲ测量的问　题。但是，在实际工程测量中，由于系统配置的通道　较多，对每个通道测量ＯＳＮＲ，都要对该通道开、光　一次通道信号，测量之后再恢复通道，整个操作比较　繁琐，测量需要的时间更长。在测量通道比较多的　情况下，可以采用关断左右通道减小密集通道之间　（上接第６１页）　统计数据表明，过去５０年里，工业化污染带来　的温室效应造成全球气候变暖，使全球气温平均每　ｌＯ年上升０．１５ｏＣ。　陇南地区蒸发量的变化趋势与全国其他地方是　并不太一致。这是因为陇南地区的特殊地形构　造——山大沟深，外界环境变化对于该地区造成的　冲击相对较小，工业水平相比较于全国其他地方较　为落后，以及国家的退耕还林政策使得当地的植被　的光谱重叠，再利用光仪自身的ＯＳＮＲ测量功能来　测量光谱重叠较严重系统的ＯＳＮＲ。对于通常的系　统，相邻通道之间由于波长间隔距离很小，系统中噪　声积累的水平也基本相同，因此，由于放大器噪声不　平坦等因素引起的相邻通道之间噪声的差异基本很　小，从而可以保证ｉ贝４量的准确性。具体测量方法如　下：　１）设置光谱仪分辨率带宽。光谱仪分辨率带　宽与信号带宽相比拟即可，对于１０Ｇ　ＮＲＺ取０．１ｎｍ　即可，而对１０Ｇ　ＲＺ码，带宽取０．２ｎｍ即可；　２）设置光谱仪ＯＳＮＲ自动分析功能，自动分析　功能噪声取值的频率偏移为通道间隔，即噪声取在　左右通道的中心波长位置；　３）关闭待测通道左右两边通道的信号；　４）利用光谱仪的ＯＳＮＲ自动分析功能，测量待　测通道的ＯＳＮＲ。从光谱仪上读取测量结果；　５）恢复待测通道左右通道的功率。　

６小结　综上所述，对于新型ＤＷＤＭ系统，传统ＯＳＮＲ　测试方法面Ｉ｝６ｉ了巨大的挑战。在测量信道内利用积　分法将信号、噪声分开测试的方法是在研发和工程　实践中总结出来的替代传统ＯＳＮＲ测量方法的有效　手段，它可以在现有仪表条件下，对光谱较宽或者重　叠较严重的系统中的ＯＳＮＲ实现更加准确的测试。　通过关闭待测通道左右信号的方法，可以在保证测　量准确性前提下，在一定程度上提高了测试的速度　和效率。　参考文献：　［１］金明晔．ＤＷＤＭ技术原理与应用［Ｍ］．北京：电子工业　出版社，２００４．　［２］秦国．现代通信网概论［Ｍ］．北京：人民邮电出版社，　２Ｏｏ４．