辽宁作物生长条件下潜水蒸发研究

苏 浩，杨英杰，赵 凯

（1.辽宁省水文水资源勘测局鞍山分局，辽宁 鞍山 114002；2.辽宁省水文水资源勘测局，辽宁 沈阳 110003；3.辽宁省水文水资源勘测局大连分局，辽宁 大连 116023）

辽宁作物生长条件下潜水蒸发研究

苏 浩1，杨英杰2，赵 凯3

（1.辽宁省水文水资源勘测局鞍山分局，辽宁 鞍山 114002；2.辽宁省水文水资源勘测局，辽宁 沈阳 110003；3.辽宁省水文水资源勘测局大连分局，辽宁 大连 116023）

文章根据鞍山市台安径流实验站 1999 年实测数据资料，通过分析潜水蒸发影响因素的敏感性，用双因素无重复方差分析法比较了地下水埋深、土质和月份（即作物不同生育期）3种最主要因素对潜水蒸发影响的显著程度，推求出辽宁中部平原区潜水蒸发预测模型。

潜水蒸发；方差分析；潜水蒸发模型；辽宁台安

地下水是水资源的重要组成部分，潜水蒸发是地下水排泄的主要途径，是水量平衡的重要因素之一，是水资源评价和地区水利规划的基础资料，因此研究推求出作物在生育期潜水蒸发预测模型具有十分重要的意义和作用。

1 实验区概况

实验区域在辽宁省鞍山市台安县，位于辽宁省的中部，辽河下游三角洲的腹部，鞍山市的北端。实验田间埋设 26个地中渗透仪，地中渗透仪为直径60cm，厚 5mm 深 4m 或 4.5m，截面积 3000cm2的铁试筒。26 个土筒最深为 4.5m。最浅为 0.0m。其中 12 个试筒中装有辽中、浑蒲、灯塔、凌海、大洼及东港等 6 个地方取的原状土，另外 14 个试筒中装有台安本地水田原状土，

气象场部分包括：直径 20cm 的雨量器和虹吸式自计雨量计 2 套；固态存储雨量计 1 套；直径20cm 的蒸发皿和 E601 蒸发器；百叶箱 2 套，一套内装自计温度计和湿度计，另一套内装干球、湿度温度表、湿度表；风向风速计；气压计；地温计等，实验设施项目齐全，资料具有一定代表性。

2.1 土质和月份

由表 1的方差分析得知，对于行即土质来说，F比=11.3596＞3.287383=F0.05，土质对 潜水蒸 发 的影响较显著；对于列即月份来说，F比=12.78777＞F0.05=2.901295, 地下水埋深 对潜水蒸发的 影 响显著。但是，由 2 组比较数据可知，月份比土质的影响更显著，所以此文将主要按月份逐月推算潜水蒸发的计算模型，土质选 2种讨论。

表1 方差分析

2.2 土质和地下水埋深

将亚砂土和亚粘土作为一组，砂土和粘土作为一组，分别进行方差分析如下。

2.2.1 亚砂土和亚粘土

由表 2的方差分析得知，对于行即土质来说，F比=3.333505＜5.987374=F0.05，所以认为土质对潜水蒸发的影响不是很显著；对于列即地下水埋深来说，F比=443.502＞F0.05=4.283862，所 以认为地下水埋深对潜水蒸发的影响显著。

2.2.2 砂土和粘土

由表 3的方差分析得知，对于行即土质来说，F比=1.945033＜6.607877=F0.05，所以认为土质对潜水蒸发的影响不是很显著；对于列即地下水埋深来说，F比=37.57422＞F0.05=5.050339，所以认为地下水埋深对潜水蒸发的影响显著。

2 数据分析

影响潜水蒸发的因素很多，现用双因素无重复方差分析法比较一下地下水埋深、土质和月份（即作物不同生育期）3种最主要因素对潜水蒸发影响的显著程度。

表2 方差分析

表3 方差分析

3 模型理论依据

由前节所述可知，土质对潜水蒸发的影响不如地下水埋深和月份对潜水蒸发的影响显著，所以这里主要考虑地下水埋深和月份因素，分别按月份以砂土和粘土为例分析潜水蒸发系数C与埋深H的关系，逐月建立计算模型。

潜水蒸发系数C与埋深H的关系常用的经验拟合公式包括：

幂函数型公式：

指数型公式：

阿维里扬诺夫公式：

通过点绘土壤各月的潜水蒸发系数C与埋深的关系可以得出，总的趋势是随着埋深的增加，潜水蒸发系数都逐渐减小。采用以上3种常用的表示潜水蒸发系数与埋深关系的公式进行拟合。结果表明，由于在潜水埋深为零时，幂函数型公式得到的潜水蒸发系数趋于无穷大，结果不合理，误差很大；由阿维里扬诺夫公式得到的抛物线比试验点较晚地到达零点，误差也很大，而且拟合方法不是很科学；指数型公式的拟合结果与实际情况较吻合。

4 建立模型

通过用实验数据拟合，直线回归方程可以写成的形式，其中 a 和 b 是拟合系数，拟合的数据具体见表4。

表4 砂土和粘土的拟合系数

所得潜水蒸发模型为指数型公式：

式中：C 是某月平均潜水蒸发系数，C＝Eg/E0，Eg 为潜水蒸发量，mm，E0为标准 E601 型蒸发器观测的水面蒸发量，mm；H 为地下水埋深，m；a，b 为经验系数。

5 模型检验

根据式（4）进行计算，计算 结 果和 1999 年的潜水蒸发实测结果进行F显著性检验，结果显示模型拟合好，显著性检验符合要求。

6 结语

1）地下水埋深对潜水蒸发的影响显著，但月份比土质的影响更显著，对于砂土和粘土，它们在7月份时的系数 a和 b都很大，这是因为 7月份是大豆的需水高峰期，大豆根系吸水强烈，潜水蒸发系数大；砂土比粘土的更大一些是因为沙土土质较粗，空隙较大，易于潜水蒸发。

2）有作物潜水蒸发模型的建立将可估算辽宁省中部地区潜水蒸发系数，为辽宁中部平原区潜水资源的计算、为潜水蒸发无损失转换为生产力提供科学依据。

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1002－0624（2014）04－0061－02

2013-09-05