水文学原理课件最新 课件(第七章.ppt

'第七章蒸发与散发Evaporation&Transpiration Evaporationistheprocessbywhichwaterchangesfromaliquidtoagasorvapor.Studieshaveshownthattheoceans,seas,lakes,andriversprovidenearly90percentofthemoistureintheatmosphereviaevaporation,withtheremaining10percentbeingcontributedbyplanttranspiration. 本章主要内容蒸发现象及其控制条件(evaporationandcontrolconditions)1水面蒸发(watersurfaceevaporation)2土壤蒸发(soilwaterevaporation)3植物散发(planttranspiration)4流域蒸散发(watershedevapotranspiration)5 第一节蒸发现象及其控制条件1、几个基本概念basicconcepts蒸发：水分子从物体表面向大气逸散的现象称为蒸发(evaporation)蒸发潜热：单位水量蒸发到空气中所需的能量称为蒸发潜热(heatofvaporization)凝结潜热：单位水量从空气中凝结返回水面所释放的能量称为凝结潜热(condensationlatent)蒸发率：单位时间从单位面积蒸发面逸散到大气中的水分子数与从大气中返回(evaporationrate)到蒸发面的水分子数之差值称为蒸发率蒸发能力：供水充分条件下，单位时间从单位面积蒸发面逸散到大气中的水分子(evaporationcapacity)数与从大气中返回到蒸发面的水分子数之差值称为蒸发能力 第一节蒸发现象及其控制条件2、控制蒸发率的条件controllingconditionsforevaporation供水条件(watersupply)——蒸发面上储存的水量多少能量条件(energy)——蒸发面上水分子获得能量的多少动力条件(dynamic)——蒸发面上空水汽输送的速度如何气象条件meteorologicalcondition 第一节蒸发现象及其控制条件3、蒸发分类classificationofevaporation蒸发面类型水面蒸发冰雪蒸发土壤蒸发植物散发流域蒸散发(water)(ice-snow)(soil)(plant)(watershed) 第二节水面蒸发影响水面蒸发的因素水面蒸发水面蒸发量的确定 第二节水面蒸发1、影响水面蒸发的因素influencingfactors气象因素太阳辐射(solarradiation)温度(temperature)湿度(humidity)气压(airpressure)风速(windvelocity) 第二节水面蒸发水体因素水面大小(watersurfacearea)水面形状(shapeofwaterbody)水深(waterdepth)水质(waterquality)1、影响水面蒸发的因素influencingfactors 第二节水面蒸发2、确定水面蒸发量的理论方法theoreticalmethoda热量平衡法(heatbalancemethod)inputoutputE=f(S,ta)S:日照；ta:气温 第二节水面蒸发b空气动力学法(aerodynamicmethod)饱和差2、确定水面蒸发量的理论方法theoreticalmethod 第二节水面蒸发c混合法(mixedmethod)水体吸收净辐射热量引起的蒸发风速和饱和差引起的蒸发2、确定水面蒸发量的理论方法theoreticalmethodΔ：温度－饱和水汽压曲线中气温ta处的斜率；γ：湿度计算常数，常取0.66；Qn：以蒸发单位表示的净辐射；Ea：气温等于水温时的蒸发量。 第二节水面蒸发d水量平衡法(waterbalancemethod)2、确定水面蒸发量的理论方法theoreticalmethod 第二节水面蒸发3、确定水面蒸发量的经验公式途径empiricalequation华东水利学院经验公式 第二节水面蒸发4、器测法instrument-measurementmethod20cm口径蒸发器80cm口径套盆蒸发器E601蒸发器20m2和100m2的大型蒸发池蒸发器观测的数值不能直接作为大水体的水面蒸发值，必须乘以一折算系数。折算系数与蒸发器类型、自然环境、季节变化等因素有关。实际工作中，应根据当地实测资料分析。 第二节水面蒸发蒸发器蒸发实验站4、器测法instrument-measurementmethod 第二节水面蒸发8:00～8:004、器测法instrument-measurementmethod 第二节水面蒸发水面蒸发的时空分布特点temporalspatialdistributioncharacteristics空间分布特点时间分布特点全球赤道大——1100mm两极小——120mm我国西北干旱区——2000mm以上华北地区——1200～2000mm之间南方湿润区——1200mm以下 第三节土壤蒸发土壤蒸发过程(soilwaterevaporationprocesses)1土壤蒸发规律(soilwaterevaporationrules)2影响土壤蒸发的因素(influencingfactors)3 第三节土壤蒸发毛管断裂含水量(3)田间持水量(2)(1)E/Em第一阶段土含超过田间持水量水分通过毛管作用源源不断地供给土壤蒸发充分供水条件下的土壤蒸发只受气象条件影响，E大且稳定E继续，θ减小1、土壤蒸发过程 第三节土壤蒸发第二阶段土含介于田间持水量与毛管断裂含水量之间毛管连续状态破坏，毛管输送水量减小E随θ减小而减小――持续到θ毛1、土壤蒸发过程毛管断裂含水量(3)田间持水量(2)(1)E/Em 第三节土壤蒸发第三阶段土含小于等于毛管断裂含水量毛管输送水分完全破坏只能以膜状水或气态水形式移动，速度慢，数量小E小而稳定1、土壤蒸发过程毛管断裂含水量(3)田间持水量(2)(1)E/Em 第三节土壤蒸发2、土壤蒸发的实验验证 第三节土壤蒸发2、土壤蒸发的实验验证 第三节土壤蒸发2、土壤蒸发的实验验证 第三节土壤蒸发3、土壤蒸发规律 第三节土壤蒸发4、影响土壤蒸发的因素气象因素日照、温度、湿度、风速等土壤特性土壤孔隙性供水条件土壤含水量、地下水位、温度梯度 第四节植物散发散发现象(phenomenaofplanttranspiration)1植物散发规律(planttranspirationrules)2植物散发的确定(determinationoftranspiration)3影响植物散发的因素(influencingfactors)4 第四节植物散发1、散发现象植物从土壤中吸取水分，然后输送到茎和叶面，大部分水分从叶面和茎逸散到空气中，这就是散发现象。 第四节植物散发2、植物散发规律 第四节植物散发3、植物散发的确定(1)器测法(2)数学模型法(3)其他：水量平衡法、热量平衡法 第四节植物散发4、影响植物散发的因素温度、日照、土壤含水量、植物生理特性 第五节流域蒸散发流域蒸散发1流域蒸散发规律2流域蒸散发的确定3我国蒸发量概况4 第五节流域蒸散发1、流域蒸散发及其影响因素流域蒸散发：流域上不同蒸发面（水面、裸土、岩石、植被等）的蒸发和散发总称为流域蒸散发。（一般，流域内水面占的比重不大，所以土壤蒸发和植物散发是流域蒸散发决定性部分。） 第五节流域蒸散发影响土壤蒸发和植物散发的因素即是影响流域总蒸发的因素,综合起来，影响因素包括：（1）气象条件（日照、温度、湿度、风速等）；（2）流域内土壤含水量；（3）流域内土壤、植被分布；（4）地形、地貌。1、流域蒸散发及其影响因素 第五节流域蒸散发2、流域蒸散发规律 第五节流域蒸散发(1)>a，E=Em（注:a<田)，供水充分，蒸散发量大而稳定(2)b<<a，E=()Em（注:b<断)，供水不充分，蒸散发量随的减小而减小(3)<b，E=CEm，C=0.05~0.101.0(3)(2)(1)E/Emba2、流域蒸散发规律 第五节流域蒸散发3、流域蒸散发的确定1.0E/EmWbWaW 第五节流域蒸散发4、流域蒸散发能力的计算 第五节流域蒸散发5、流域蒸散发的空间变化一般而言，随高程增加，流域蒸散发能力会有所减小 第五节流域蒸散发6、流域蒸散发计算（三层蒸发模式）上层（UpperLayer）下层（LowerLayer）深层（DeepLayer）EU,WU,WUMEL,WL,WLMED,WD,WDM上土层蒸发量：EU=Em下土层蒸发量：EL=Em*WL/WLM深土层蒸发量：ED=C*Em土壤蒸发量：E=EU+EL+ED（notes:同时刻相加） 第五节流域蒸散发6、流域蒸散发计算（三层蒸发模式） 第五节流域蒸散发7、我国蒸发量的概况(1)年总蒸发量地理分布我国年总蒸发量为364mm，地理分布与年降水量地区分布大体相当，总的趋势由东南向西北递减蒸发量还受地形、地质、土壤、植被、降水等因素的影响而出现差异。 第五节流域蒸散发7、我国蒸发量的概况(1)年总蒸发量地理分布 第五节流域蒸散发(2)年总蒸发量年内变化年总蒸发量的年内变化与气象要素及太阳辐射的年内变化趋势一致。7、我国蒸发量的概况 复习思考题蒸发、蒸发率、蒸发能力蒸发分类控制蒸发的条件影响水面蒸发的因素水面蒸发量的计算土壤蒸发规律（3阶段）影响土壤蒸发因素流域蒸散发规律流域蒸散发计算 水文学原理PrincipleofHydrology本章结束，谢谢！'