3章-3节 潜水蒸发(40页)

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1、§3潜水蒸发蒸发——水分从液态变为汽态的过程称为蒸发水面蒸发:发生在江、河、湖、海等水体表面的蒸发土壤蒸发:发生在土壤或岩体表面的蒸发；植物蒸腾或散发:发生在植物表面的蒸发；腾发（蒸腾蒸发）或蒸散:在有植物覆盖的土地上的蒸发，包括土壤蒸发和植物蒸腾潜水蒸发:在地下水埋深较浅的地区，由于土壤和植物表面的蒸散作用，使包气带土壤含水量减少，在水力坡度的作用下，导致潜水面处的土壤水分向上运动，源源流向非饱和区而造成潜水量消耗1§3潜水蒸发1.蒸发的外界条件：气象因素。太阳辐射，气温，湿度，气压，风速等；2.蒸发的内在条件：土壤水分向地表输送的能力土壤含水率，土壤岩性、结构，潜水埋深等；3.植物生理

2、特性条件：植物种类，生长阶段，生长情况等。影响因素不同类型的蒸发其影响因素不同水面蒸发受外界条件1的影响；裸土蒸发受外界条件1和内在条件2的影响；有植物的土壤蒸发与潜水蒸发受上述3个条件的影响2§3潜水蒸发1.裸地条件下的潜水蒸发2.作物生长条件下的潜水蒸发3.潜水蒸发的试验研究4.潜水蒸发的数值模拟及影响因素分析5.潜水蒸发的确定方法31.裸地条件下的潜水蒸发1.1表土蒸发1.2潜水蒸发裸地蒸发在现实生活中普遍存在:大田作物幼苗期和田地休闲期土壤蒸发能力与外界大气条件和土壤本身的含水率质地等因素有关41.1表土蒸发土面蒸发的影响因素外界气象因素（外因）：包括太阳辐射、气温、湿度和风速等气

3、象因素，既决定着水分蒸发过程中能量的供给(辐射)，也影响着土表水汽向大气的扩散过程(风)，这些因素概括称为大气蒸发能力，常以水面蒸发作为综合指标来衡量大气蒸发力的大小土壤的供水能力（内因）：受土壤中含水率的大小和分布、土壤质地的影响第三节潜水蒸发1.裸地条件下的潜水蒸发由于土壤水分蒸发的水分是从表土散失，因此首先必须了解表土蒸发规律。表土蒸发研究无地下水补给的蒸发，土面蒸发水量均来自土壤水，发生在地下水埋深很深时。51.1表土蒸发阶段1:图中AB线以右,称为稳定蒸发阶段特点:ε=ε0(其中ε0为水面蒸发强度)表土的含水率有所降低,但表土的蒸发强度不变表层土壤水分的蒸发主要是由于土壤水汽压力

4、与地表大气中水汽压力有一定的差值，在压力梯度的作用下向大气中扩散。本阶段表土含水率高,地表处的水汽压力仍维持或接近于饱和水汽压。另一方面表土含水率的减小使地表土壤导水率的降低被土壤中向上的吸力梯度的增加所补偿大气蒸发能力ε0=1.5ε（mm/天）图3-39室内饱和土柱蒸发试验表土蒸发分三个阶段1.表土蒸发强度保持稳定的阶段2.表土蒸发强度随含水率变化的阶段3.表层形成干土层后表土蒸发阶段θ>θkθk为临界含水率（蒸发强度与土壤毛管水能力保持平衡的点）,一般认为该值相当于毛管破裂点的含水率。对细粒结构约为田间持水率的60%~70%;有团粒结构的土壤中约为田间持水率的90~95%θk的大小与土

5、壤性质和大气蒸发能力有关第三节潜水蒸发1.裸地条件下的潜水蒸发6表土蒸发分三个阶段1.表土蒸发强度保持稳定的阶段2.表土蒸发强度随含水率变化的阶段3.表层形成干土层后表土蒸发阶段阶段2:图中AB线以左特点:ε<ε0表层土壤消耗的水分得不到下面土壤水分的及时补充,因此只能消耗表层土壤中的水分,表层土壤含水率进一步减小,地表处水汽压力降低,蒸发强度逐渐减小;k(θ)降低的速度比土壤水梯度增加的速度快，导致ε减小θr<θ<θkθr为凋萎含水率大气蒸发能力ε0=1.5ε（mm/天）图3-39室内饱和土柱蒸发试验1.1表土蒸发7表土蒸发分三个阶段1.表土蒸发强度保持稳定的阶段2.表土蒸发强度随含水率

6、变化的阶段3.表层形成干土层后表土蒸发阶段阶段3:特点:θ<θrθr为凋萎含水率表土含水率显著减小,土壤输水能力微弱,土壤表面形成干土层(无水可蒸发)此时土壤水分蒸发不是发生在表层，而是发生在土壤内部，土壤水分蒸发面下移至干燥层以下,蒸发区形成的水汽以气态的形式扩散穿过干土层进入大气,表土蒸发显著减小大气蒸发能力ε0=1.5ε（mm/天）图3-39室内饱和土柱蒸发试验1.1表土蒸发81.1表土蒸发ε（mm/天）ε0=1.5ε0=0.86ε0=0.56不同外界蒸发能力下，表土蒸发的特点：都分为三个阶段，一阶段均有ε=ε0外界蒸发力越大，一阶段（表土稳定蒸发）对应的含水率范围越小，即θk越大（

7、毛管破裂得越早）；91.2.1潜水稳定蒸发均质土壤稳定蒸发非均质土壤稳定蒸发(略)1.2.2潜水非稳定蒸发该部分见潜水的数值模拟部分1.2潜水蒸发101.2.1潜水稳定蒸发发生条件地下水位埋深较浅且因有侧向补给使地下水位可以维持不变外界蒸发条件大体不变特点地表的蒸发强度恒定土壤剖面上含水率及含水率的分布均不变从土壤中蒸发的水全部由潜水来供给与表土蒸发的关系在蒸发的初期为表土蒸发的一阶段；在向表土的二阶段发展过程中有地下水