耀县水文站水面蒸发折算系数分析

屈阿莉

(陕西省水文水资源勘测局，陕西 西安 710100)

蒸发折算系数的取用，对蒸发资料的使用有较大的影响。陕西省蒸发资料多来源于省内水文站，标准蒸发观测器为E-601，但是冬季容易结冰，11月～3月E-601蒸发皿无法正常使用，为此通过系数折算分析，用20 cm口径蒸发皿代替E-601蒸发皿来观测蒸发量。为充分利用各水文站的蒸发资料，进一步提高水量平衡分析计算成果的精度，本文对耀县站蒸发观测资料进行折算系数分析。

1 流域与测站概况

漆水河位于凤凰山东侧之崾崄梁下柳林沟，向东南流14 km与从北流来9 km的塔尼河交汇于金锁关北。出关后迂回弯曲，到纸坊后，接纳了马构沟之流量，水量加大。漆水河上起源头，下至漆、沮水河交汇处，全长63.2 km，河流平均比降8.8‰。流域内丘陵沟壑、河道窄深，近年植被较好，气候比较温和，夏无酷暑，冬无严寒，具有显著的气候特征。

耀县站位于陕西省铜川市耀州区民主路，1956年设站，该站为漆水河下游控制站，系渭北高原中等面积区域代表站，国家基本水文站，省级重要水文站。该站集水面积797 km2，距河口里程1.8 km，主要任务是为防汛部门及下游地区提供实时的水文情报、预报，为防汛减灾提供依据；为水利工程规划、设计和施工、科学研究及其它公共事业需要提供基本数据。观测项目有水位、流量、含沙量、水温、降水量、蒸发量、水化、泥颗、墒情等9个项目，其中墒情站2个、下属降水量站13个。多年平均径流量为0.3005亿m3，多年平均降水量548.6 mm，多年平均气温12.3℃。

耀县站蒸发观测工作从1959年1月开始，蒸发观测场地位于该水文站院内，西距漆水河45 m，地势平整、清洁，土质为壤土。蒸发观测场布置及仪器设备安装严格按照《水面蒸发观测规范》(SL 630-2013)执行，观测场地为12 m×12 m，地面高程为628.90 m，北距24 m处有高为9.5 m的楼房，遮挡率为12.9%；东距29.4 m处有10.5 m高的楼房，遮挡率为3.9%；南边12 m处有高2.4 m的围墙，遮挡率为6.4%；西边28 m处有高2.4 m的围墙，遮挡率为1.6%。障碍物总遮挡率为24.8%。地表植物高度低于20 cm,四周设高于1.2 m的围栅，场内铺设0.3 m～0.5 m宽的观测小路。场内设有E-601型和20 cm口径两种蒸发皿，4月～10月采用E-601型蒸发皿，其余时间用20 cm口径蒸发皿。

2 资料收集情况

该水文站从1959年开始观测蒸发，目前已有61a的水文资料。2012年11月开始进行蒸发对比试验分析，即对E-601蒸发皿与20cm口径蒸发皿进行同步对比观测。蒸发场地的选择、仪器设备的安装、观测的方法均按照水面蒸发观测规范执行，观测资料保持了较高的精度，每年资料均通过整编和审查验收。截至目前取得8年的对比资料。对8年的对比资料进行分析计算，去除观测误差等因素影响数值后采用3组非汛期对比系数进行分析，即2016年11月～2017年3月，2018年11月～2019年3月，2019年11月～2020年3月。

3 蒸发系数分析方法

根据《水面蒸发观测规范》(SL 630-2013)6.3.4，冰期用20 cm口径蒸发皿观测，要根据代表站标准水面蒸发皿的资料，确定20 cm口径蒸发皿资料的折算系数。

3.1 均值法

根据耀县站2016年11月～2020年3月的对比观测资料进行计算分析，取得3组非汛期蒸发系数，蒸发系数计算见表1。其相应的折算系数计算公式为：

表1 耀县站2016年～2020年非汛期各月蒸发系数表

K=E601/E20

式中：K为折算系数；E601为标准水面蒸发皿观测值；E20为口径20 cm蒸发皿观测值。

由表1可知E-601蒸发皿与20 cm口径蒸发皿蒸发量的折算系数非汛期采用0.72。

3.2 图解法

根据耀县站2016年11月～2020年3月的对比观测资料，自坐标原点绘出一条通过点群中心的直线，相关图见图1。

图1 耀县站2016年～2020年E-601与20 cm蒸发皿系数相关图

由图1看出，关系点分布较好，具备定线的条件。因而，可以依据图中所定直线推求该站蒸发折算系数，通过对关系曲线检验，检验结果满足规范要求。采用图解法计算系数为0.72，相关系数为0.998。

4 成果的合理性分析

根据2016年11月～2020年3月蒸发量对比观测资料，采用均值法和图解法分析计算，折算系数均为0.72，相关系数高达0.998。通过对2016年11月～2020年3月非汛期蒸发资料进行检验，合格率为75.8%，满足水面蒸发观测规范要求。该站E-601和20 cm的系数0.72与相邻站状头站E-601和20 cm的系数0.68、淳化站0.63进行对比分析，该站与状头的系数相近，与淳化系数相差较大，其主要原因是各处地形、气候、观测场地影响因素不同。综合分析，本次耀县站蒸发系数计算合理，可以纳入实际应用。

5 结语

耀县站1959年开始蒸发观测，至今已积累了61 a的蒸发资料。2012年11月开始E-601蒸发皿与20 cm口径蒸发皿同时进行对比观测，取得8 a的对比资料。对8 a的对比资料进行分析计算，去除观测误差等因素影响数值后采用3组非汛期数据。

通过两种方法计算，采用均值法和图解法非汛期的折算系数均为0.72，两者相关系数高达0.998。最终得出该站E-601型和20 cm口径蒸发皿蒸发量的折算系数非汛期(11月～3月)为0.72，成果可靠，即20 cm口径蒸发皿的蒸发量乘以0.72等于E-601型蒸发量，冬季采用20 cm口径蒸发皿代替E-601型蒸发皿观测蒸发量。