有关塔里木盆地裸地潜水蒸发计算模型

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1、万方数据第25卷第1期2009年1月农业工程学报TI_ansactionsoftheCSAE、吲，25No．1Jan．200927塔里木盆地裸地潜水蒸发计算模型张永明1，胡顺军2，翟禄新3，沈冰1(1．西安理工大学水电学院，而安710048：

2、2．中国科学院新疆生态与地理研究所，乌鲁木齐83001I；3．兰州大学资源环境学院，兰州730000)摘要：为了研究潜水蒸发规律，提高对极限蒸发强度和极限埋深等关键问题的认识，本研究根据中国科学院阿克苏水平衡试验站1990年至1996年裸地潜水蒸发及水面蒸发资料，通过分析潜水蒸发计算模型的控制条件，建立了新的潜水蒸发计算模型。研究结果表明：所建

3、市的模型符合控制条件，对于给定的潜水埋深，潜水蒸发强度随水面蒸发强度的增大而非线性增加，当水面蒸发强度趋于无穷大时，潜水蒸发强度应趋近于潜水极限蒸发强度：潜水蒸发极限埋深在理论上不存在。本文建立的裸地潜水蒸发计算模型结构合理，克服了当大气蒸发力较大时过高估计潜水蒸发量、潜水蒸发随水面蒸发的增大而线性增加的缺点。模型计算精度较高，可供相似地区参考使用。关键词：潜水，蒸发，计算模型，塔里木盆地中图分类号：P332．2文献标识码：A文章编号：1002-6819(2009)一卜0027—06张永明，胡顺军，翟禄新，等．塔里木盆地裸地潜水蒸发计算模型[J】．农业工程学报，2009，25(1)：

4、27—32．ZhangYongming，HuShunjun，ZhaiLuxin，eta1．ModelsforcalculmingphreaticevaporationfrombaresoilinTarimBasin[J]TransactionsoftheCSAE，2009，25(1)：27—32．(inChinesewithEnglishabstracO0引言潜水蒸发是指潜水向非饱和土壤层的转化。多年来包括土壤物理、·水文地质、农田水利、地表水文及水资源等学科在内的许多专家学者都对潜水蒸发的机理与规律作了大量的研究工作。Moore首先研究了水分从地下水向上，经过土壤剖面到达地表蒸发的

5、稳定流问题【14】。Gardner、Willis、Ripple从理论上，Benefin和Cervenkova、Hadas和Hillel在实验室里，Katz、Merraoud和Morel．Seytoux在野外研究了来自浅层地下水的蒸发【4J。在国内，20世纪50年代初，为了防治土壤盐渍化，潜水蒸发成为当时研究的重点。20世纪70年代初，大量开发利用地下水，为了正确评价地下水资源，潜水蒸发的研究又有了新的进展。自20世纪80年代以来，对潜水蒸发的研究逐渐由试验分析【5-8I转向机理研究睁13】及数值模拟【14q71。近年来潜水蒸发公式又被应用于生态需水量的计算11S-22]。对于潜水蒸发

6、，目前主要存在计算模型结构不合理、当大气蒸发力较大时过高估计潜水蒸发量、同一潜水埋深对应的潜水蒸发系数变异较大等问题。阿维里杨诺夫公式虽然在圉内外得到了广泛应用，但公式中的潜水蒸发极限埋深在理论上是不存在的，而且当潜水埋深为零时潜水蒸发等于水面蒸发，这一认识有待进一步深入研究。有一。些潜水蒸发经验公式认为潜水蒸发系数与潜水收稿口期：2007-09．15修订日期：2008．12．10基金项日：国家自然科学基金(40771043、40471020)；中国科学院知识创新上稃蓖要方向项日(KZCX2一xB2-03-02、KZCX3-SW-342)；新疆维吾尔自治吒科技攻关重大专项(20073

7、1137．3)作者简介：张永明(1970一)，男，甘肃高台人。博七研究生，主要从事水文水资源与水环境研究。西安西安理工大学水资源研究所，710048。Emaihyongramgzhan9123@163．Gom埋深旱单一相关关系，与蒸发能力无关【6f71，这实际上是认为在潜水埋深一定时，潜水蒸发强度随水面蒸发强度的增加而增加，没有限制，且呈线性增长。当水面蒸发强度较大时，势必会过高估计潜水蒸发强度。由于这类公式忽略了潜水蒸发系数还与水面蒸发强度有关这一事实，因此该类公式的结构是不完整的，使用它有一定的局限性。本文根据中国科学院阿克苏塔门镇水平衡试验站1990年至1996年的实测资料，分

8、析了潜水蒸发规律，建立了裸地潜水蒸发模型，并对其计算方法、极限蒸发强度和极限埋深等关键问题进行深入探讨。所建立的模型克服了原有模型的不足，为塔里木盆地水资源评价、盐碱土地治理、灌区改造及生态需水量计算提供理论依据。1材料与方法试验于19901996年在中国科学院阿克苏塔门镇水平衡试验站进行。该站位于塔里木河三大源流——阿克苏河、叶尔羌河、和田河交汇处附近的冲积平原。所在区域是塔里木盆地荒漠背景下分布的新型绿洲，是监测和研究由于最敏感的水因子变化引起的一系列