Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| 不同岩性饱和裸土潜在蒸发量规律研究 | |
| 李婉歆 | |
| 出版年 | 2017 |
| 学位类型 | 硕士 |
| 导师 | 王文科 |
| 学位授予单位 | 长安大学 |
| 中文摘要 | 土—气界面是包气带上部地表与大气接触的地方,它不仅是包气带—地下水系统的上边界,也是大气系统的下边界。在太阳辐射与大气湍流运动的影响下,土壤温度升高水分汽化后逃逸出地表,此时界面上发生蒸发。蒸发量受温度、辐射、风速等气象条件影响极大,其中潜在蒸发量是研究蒸发问题的基础,也是潜水蒸发量计算公式中最重要的参数之一。潜在蒸发量的大小还与蒸发面物理性质、粗糙度、饱和度等因素密切相关。饱和裸土具有很高的液相连续性与毛管驱动力,是研究潜在蒸发问题最佳的初始参考面,然而国内外学者常将水面或覆盖短草的湿润土地的蒸发量等同于饱和裸土蒸发量,缺乏原位尺度上的实测试验。综上所述,本文对比了不同气候条件下、不同尺寸蒸发容器中不同土样饱和裸土与水面潜在蒸发量大小及其与气象要素的相关关系,为潜在蒸发的深入研究提供数据和理论支撑,主要结论如下:1.在半干旱半湿润地区的关中盆地进行场地尺度上的原位试验,对比分析了不同尺寸蒸发容器中,砾砂、粗砂、中砂、细砂、水的潜在蒸发量大小及其与气象要素的相关关系。对比大口径蒸发容器八月蒸发量均值可知,潜在蒸发量大小排序为:细砂≈中砂>粗砂>水≈砾砂。中砂、细砂日蒸发量比砾砂大26~27%、粗砂比砾砂大14%、水的蒸发量略大于砾砂,但小于其他土样3~20%。也就是说,对于可用“连通器原理”测量潜在蒸发量的饱和裸土而言,下垫面含水率越高,蒸发量越大,并且水的日蒸发量小于除砾砂以外的饱和裸土。砾砂、粗砂、中砂、细砂及水面潜在蒸发量小时变化曲线均呈现正弦波动趋势,但特征却各不相同。砾砂、粗砂日蒸发量峰值大于中砂和细砂,昼夜蒸发差值大,正弦曲线规律性较弱;细砂、中砂的蒸发量正弦曲线振幅较小,实测曲线整体较平缓,昼夜变化差值大但过渡平缓,正弦曲线规律性强;水面蒸发量曲线振幅小,白天蒸发量远小于饱和裸土,昼夜差值小。潜在蒸发量大小与风速、气温、净辐射呈正相关关系,与温度的相关性最大,与风速的相关性最小;与湿度、水汽压呈负相关关系。此外,通过回归分析确定了蒸发的滞后性,砾砂、粗砂、中砂温度滞后温度变化0~1小时以内,细砂滞后2小时,水滞后5~6小时;与净辐射变化相比,四种土样均滞后净辐射2~3小时,水滞后净辐射7~8小时。小口径蒸渗桶中五种潜在蒸发量日变化大小排序是:晴天白天:水≈细砂>中砂>≈粗砂>砾砂(>≈表示略大于);晴天夜晚:水>细砂≈中砂≈粗砂≈砾砂;阴天白天:水≈细砂>中砂≈粗砂≈砾砂;阴天夜晚:水>砾砂>粗砂≈中砂≈细砂。上述规律与大桶蒸发量日变化情况有两大区别:一是水的白天蒸发量偏大、排序靠前,二是砾砂与粗砂的夜晚蒸发量与大桶相比数值偏大,两个区别都是由蒸渗体尺寸引起的剖面温度变化特征不同导致的,也就是尺度效应产生了这种区别。2.在干旱半干旱区鄂尔多斯风沙滩地区进行场地尺度的原位试验,对比分析了不同尺寸蒸发容器中,砂质壤土、风积沙、风化砂岩、水的潜在蒸发量大小,得出以下结论:对比三种土样大口径蒸发容器八月蒸发量均值可知:砂质壤土>风积沙>风化砂岩,但三者之间数值差异很小。三种土样均属于细粒土,但无论是月蒸发量均值还是非雨天的蒸发量均值,都小于位于半干旱半湿润区细粒土的蒸发量,这主要是由当地气温过低引起的。分析三种土样潜在蒸发量小时变化情况可知,砂质壤土与风积沙的变化规律与数值差异不大,但风化砂岩的蒸发量略小,尤其是在夜间,其数值明显小于其他两种土样,这是由于土样饱和含水率不同引发的热力学参数不同造成的。对比小口径蒸渗桶中两种土样与水面潜在日蒸发量可知:水与风化砂岩的日变化情况相同,波动较剧烈;风积沙的日变化曲线较平缓。两种土样与水的蒸发量整体趋势近似且数值相似,但不同时段的规律不同。白天:风积沙≈风化砂岩>水;夜晚:水>风积沙≈风化砂岩,该规律与渭水的小桶试验结论一致,证明了夜晚水面蒸发量大于饱和裸土蒸发量的理论。 |
| 中文关键词 | 土气界面 ; 潜在蒸发量 ; 饱和裸土蒸发 ; 水面蒸发 ; 气象要素 |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| URL | http://kns.cnki.net/kns/detail/detail.aspx?FileName=1017868478.nh&DbName=CMFD2018 |
| 来源机构 | 长安大学 |
| 资源类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/257505 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李婉歆. 不同岩性饱和裸土潜在蒸发量规律研究[D]. 长安大学,2017. |
| 条目包含的文件 | 条目无相关文件。 | |||||
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