Эксперт по сдаче вступительных испытаний в ВУЗах
ЗАДАНИЕ
Расчеты испарения с водной поверхности и суши
Цель занятия: Приобретение студентами простейших практических навыков расчета испарения с поверхности.
Дано: Физическая карта Новосибирской области.
Требуется: Определить величину годового испарения с поверхности бассейна реки и озера (водохранилища).
Предварительное пояснение:
Расчеты испарения имеют важное значение для оценки водного баланса и водных ресурсов любого государства и региона. Они используются при проектировании и эксплуатации водохранилищ, расчетов запаса воды в почвах, эксплуатации мелиоративных систем и т. д.
Испарение с водной поверхности.
Прямые наблюдения над испарением с водной поверхности ведут с помощью бассейнов-эталонов площадью 20 м
2 и глубиной 2 м; или испарителей особой конструкции ГГИ—3000 и ГГИ— 3000М.
На испарение с водной поверхности оказывают влияние такие факторы, как площадь водоема, его глубина и защищенность. Слой испаряющейся влаги с больших водоемов значительно больше, чем с малых — вследствие увеличения скорости ветра и высоты волн. Водоемы, защищенные по берегам строениями, горами, высокой растительностью, испаряют влаги меньше, чем открытые.
Применительно к расчетам испарения все водоемы делятся на три группы:
а) малые — площадью до 5 км
2 округлой или квадратной формы, имеющие среднюю длину разгона воздушного потока над водной поверхностью до 3 км;
б) средние — чьи показатели составляют соответственно от 5 до 40 км
2 и до 10 км;
в) большие — с площадью более 40 км
2 и средней длиной разгона свыше 10 км.
Среднемноголетнее испарение (
ЕВ) с малых водоемов, расположенных в равнинных условиях определяют по выражению:
где
Е20 – среднемноголетнее испарение с эталонного бассейна площадью 20 м
2. Определяется по карте изолиний испаряемости, измеряется в мм;
kH — поправочный коэффициент на глубину водоема. Зависит от природной зоны, в которой расположен водоем, и его средней глубины. Определяется по таблице 13;
Таблица 13
Поправочный коэффициент на глубину водоема
| Местоположение водоема |
Глубина водоема, м |
| 2 |
5 |
10 |
15 |
20 |
>25 |
| Тундровая и лесная зоны |
1,00 |
0,99 |
0,97 |
0,95 |
0,94 |
0,92 |
| Лесостепная
зона |
1,00 |
0,98 |
0,96 |
0,95 |
0,94 |
0,92 |
| Степная зона |
1,00 |
0,96 |
0,95 |
0,94 |
0,93 |
0,93 |
| Зона
полупустынь |
1,00 |
1,00 |
0,99 |
0,98 |
0,98 |
0,97 |
| Зона пустынь |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
kзам — поправочный коэффициент на защищенность водоема от ветра древесной растительностью, крутыми берегами, строениями и другими препятствиями. Определяется по таблице 14 в зависимости от отношения средней высоты препятствий
h (м) к средней длине разгона воздушного потока
Lcp (км). Высота препятствий принимается как средняя взвешенная ее величина по периметру водоема;
Таблица 14
Коэффициент уменьшения испарения с защищенных водоемов
| h/Lcp |
0,01 |
0,03 |
0,05 |
0,07 |
0,10 |
0,20 |
0,30 |
0,40 |
0,50 |
| kзам |
0,96 |
0,89 |
0,84 |
0,80 |
0,76 |
0,70 |
0,64 |
0,57 |
0,51 |
kβ — поправочный коэффициент на площадь водоема, определяется по таблице 15;
Таблица 15
Поправочный коэффициент
kβ на площадь водоема
Площадь
водоема, км2
|
0,01
|
0,05
|
0,1
|
0,5
|
1,0
|
2,0
|
5,0
|
kβ
|
1,03
|
1,08
|
1,11
|
1,18
|
1,21
|
1,23
|
1,26
|
kраст — поправочный коэффициент, учитывающий зарастание водоема полупогруженными водными растениями, принимается по таблице 16. Если зарастание отсутствует или незначительное, то коэффициент принимают равным 1.
Таблица 16
Поправочные коэффициенты для учета влияния на испарение полупогруженной водной растительности
Зона
|
Доля площади зарослей водных растений от общей площади водоема, %
|
| 10 |
30 |
50 |
75 |
Лесостепная и лесная
|
1,03 |
1,08 |
1,14 |
1,22 |
Степная и
полупустынная
|
1,04 |
1,14 |
1,24 |
1,37 |
Распределение внутригодового месячного испарения для водоемов устанавливается по данным таблицы 17 в зависимости от зоны, в которой расположен водоем (рисунок 7).
Таблица 17
Испарение с поверхности водоемов площадью до 5 км
2 по месяцам (в % от суммы за безледоставный период)
Номер зоны
|
Месяц
|
I
|
II
|
III
|
IV
|
V
|
VI
|
VII
|
VIII
|
IX
|
X
|
XI
|
XII
|
I
|
|
|
|
|
|
20
|
45
|
30
|
5
|
|
|
|
II
|
|
|
|
|
7
|
28
|
33
|
23
|
9
|
|
|
|
III
|
|
|
|
|
16
|
25
|
21
|
20
|
14
|
4
|
|
|
IV
|
|
|
|
3
|
16
|
22
|
21
|
19
|
12
|
6
|
1
|
|
V
|
|
|
|
6
|
14
|
20
|
21
|
19
|
12
|
6
|
2
|
|
VI
|
|
|
3
|
6
|
13
|
17
|
20
|
19
|
13
|
7
|
2
|
|
VII
|
|
1
|
4
|
7
|
13
|
16
|
19
|
17
|
12
|
7
|
3
|
1
|
Испарение с поверхности суши.
Определить испарение с суши можно с помощью карты изолиний испарения. По этим картам определяется среднемноголетнее годовое испарение (норма), измеряемое в мм.
Выполнение задания:
1. На физической карте Новосибирской области выбрать озеро (водохранилище).
2. Определить площадь озера (смотри Задание 3).
- Используя данные карты испаряемости (рисунок 7), все доступные данные из научной литературы и Интернета, определить все необходимые параметры для определения значения коэффициентов kH , kзам, kβ, kраст и рассчитать среднемноголетнее испарение (ЕВ, мм) с данного водоема.
- Объем годового испарение с поверхности водоема определяют по формуле
где
Е – объем годового испарения с зеркала водоема водоема,
м3; 10
6 – переводной коэффициент от квадратного километра к квадратному метру,
S – площадь озера,
км2; 10
-3 – переводной коэффициент от миллиметра к метру;
ЕВ – среднемноголетнее испарение с бассейна площадью 20 м
2 ,
мм.
- Определить объем испарение с поверхности озера в первое полугодие.
- На физической карте Новосибирской области найти выбранную реку, определить границы ее водосбора и сделать выкопировку (см. Задание 3).
6. На выкопировку перенести изолинии испарения с карты испарения (рисунок 8). Дальнейшее действие зависит от взаимного расположения водосбора и изолиний.
А. Если водосбор реки пересекает одна изолиния, то испарение с водосбора принимают равным значению этой линии. Если водосбор не пересекает ни одна изолиния, то испарение принимают равным значению ближайшей изолинии.
- Определить площадь водосбора.
- Определить объем годового испарения с водосбора реки. Объем годового испарение с площади водосбора реки определяют по формуле
где
ЕР – объем годового испарения с площади водосбора реки,
м3; 10
6 – переводной коэффициент от квадратного километра к квадратному метру,
S – площадь водосбора реки,
км2; 10
-3 – переводной коэффициент от миллиметра к метру;
Е – среднемноголетнее испарение с бассейна реки,
мм.
Б. Если водосбор пересекают две или более изолиний. В этом случае водосбор реки разбивается на отдельные участки. Для участков, заключенных между водоразделом и изолинией, объем годового испарения рассчитывают по вышеприведенному правилу. При расчете годового испарения с участков, заключенных между изолиниями, среднемноголетнее испарение принимают равным среднему значению между этими изолиниями. Объем годового испарение со всего водосбора реки принимают равным сумме объемов годовых испарений со всех участков.
- Определить объем испарения с водосбора реки в первое полугодие.
- Оформить отчет.
Ссылка на первоисточник:
http://www.ozpec.ggtu.ru
