【摘要】：關(guān)中盆地位于陜西省中部,降雨較少,蒸發(fā)強烈,水資源相對比較匱乏,但是隨著人口的增長和經(jīng)濟的快速發(fā)展,在大量開發(fā)利用水資源時,出現(xiàn)大規(guī)模的水資源浪費現(xiàn)象,使得水資源供需矛盾日益尖銳,成為制約關(guān)中盆地可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。在關(guān)中盆地地區(qū),水面蒸發(fā)作為水資源量準(zhǔn)確計算的重要一環(huán),在蒸發(fā)過程中對于水面蒸發(fā)機理、影響因素及精確計算的研究是亟需解決的一項工作。以關(guān)中盆地為研究區(qū),通過原位觀測試驗,獲取了不同面積、不同深度水體中的垂向溫度分布及蒸發(fā)量數(shù)據(jù),結(jié)合氣象觀測數(shù)據(jù),探討了不同水體(不同面積、不同深度)中的熱量傳輸和蒸發(fā)通量特征,分析了氣象因素對水面蒸發(fā)的影響程度;在此基礎(chǔ)上研究了水體面積和深度與蒸發(fā)量之間的定量關(guān)系;對在世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用的水面蒸發(fā)模型在研究區(qū)的適用性進(jìn)行了分析與評價。主要研究成果及創(chuàng)新點如下:(1)溫度數(shù)據(jù)表明:在小時尺度上,不同面積、不同深度均表現(xiàn)為水面上空最低氣溫出現(xiàn)在凌晨2時,最高氣溫出現(xiàn)在13時或14時;水體中最低水溫出現(xiàn)在凌晨5時到7時,最高水溫出現(xiàn)在15時到16時,與太陽輻射的日內(nèi)變化一致,水面溫度滯后于氣溫2小時左右,隨著水體深度的增加,滯后時間越來越長;在月尺度上,最高溫度出現(xiàn)在7月份或者8月份,最低氣溫出現(xiàn)在1月份,與太陽輻射的年內(nèi)變化一致。(2)水體中的溫度極差水面處溫度極差水面上空溫度極差,水面處的蒸發(fā)改變了其周圍環(huán)境的溫度。對于不同面積水體來說,水體面積越大,其改善水面上部溫度的能力越大,但是水體面積對水體中溫度變化的影響并不明顯。對于不同深度水體來說,水體深度與水體中的一日內(nèi)溫度變化幅度成反比,但是深度的變化對水面上空溫度的影響不明顯。要想改變水面上部溫度,必須增加水域面積;要想改變水體內(nèi)部溫度,必須增加水體深度。(3)在關(guān)中盆地地區(qū),水面蒸發(fā)量存在面積效應(yīng)和深度效應(yīng)。水面蒸發(fā)量與水體面積和深度成反比。當(dāng)面積和深度到達(dá)一定程度后,水面蒸發(fā)量不再隨著二者的增加而減少。蒸發(fā)量與蒸發(fā)面積關(guān)系式如下:(?)分析表明當(dāng)蒸發(fā)器面積大于32m~2時,水面蒸發(fā)強度不再隨面積的增大而增大。蒸發(fā)量與水體深度關(guān)系式如下:(?)分析表明在水深超過4米后,水體蒸發(fā)量不隨水深增加而增加。(4)通過通徑分析研究了水面溫度、氣溫、太陽輻射、相對濕度、風(fēng)速對蒸發(fā)量的影響,發(fā)現(xiàn)在這5個因素影響程度由高到低為:水面溫度太陽輻射風(fēng)速相對濕度氣溫。水面溫度與蒸發(fā)量的相關(guān)系數(shù)最高,為0.733,太陽輻射次之,為0.725;水面溫度和太陽輻射的對蒸發(fā)量的直接通徑系數(shù)分別為0.416和0.390,在所有系數(shù)之中位居前列;水面溫度對R~2的貢獻(xiàn)為0.305,通徑系數(shù)為0.1733;太陽輻射對R~2的貢獻(xiàn)為0.283,通徑系數(shù)為0.1517,重要性僅次于水面溫度,雙因素水面溫度和太陽輻射對R~2的貢獻(xiàn)為0.1128。以上都說明在水面蒸發(fā)過程中,水面溫度和太陽輻射對水面蒸發(fā)影響最為強烈。(5)在旬尺度上,通過水面蒸發(fā)模型的對比分析,認(rèn)為質(zhì)量輸送法結(jié)構(gòu)簡單,需要測得參數(shù)也較少,同時具有最優(yōu)的預(yù)測性能;改進(jìn)了de-Bruin模型,修正過的模型具有優(yōu)異的準(zhǔn)確性和保真性;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型BP和GRNN模型也具有很好的表現(xiàn)。建議在關(guān)中盆地利用以上模型進(jìn)行水面蒸發(fā)的計算。
【圖文】：

第二章 材料與方法2.1 研究區(qū)概況2.1.1 地理位置關(guān)中盆地位于陜西省中部，南依秦嶺，北靠北山，西起寶雞，東至潼關(guān)，東西長約360km，南北寬約 30~80km，以平原和黃土臺塬為主。關(guān)中盆地是由河流沖積和黃土堆積形成，地勢西高東低，中部較為平坦寬闊，平均海拔約 400m，總面積 39000km2，約占陜西全省土地面積的 19%。土質(zhì)肥沃，水源豐富，是陜西自然條件最好的地區(qū)。西安位于關(guān)中盆地中心，是陜西省政治、經(jīng)濟、文化的中心，是我國中西部兩大經(jīng)濟區(qū)域的結(jié)合部，連通了西北、西南、中原、華東以及華北；也是陸上絲綢之路的起點和我國內(nèi)陸地區(qū)連接海外的重要通道之一，在我國的全球經(jīng)濟大格局上占有重要地位（圖 2.1）。

月平均氣溫-1.3℃，日平均最低氣溫-4℃左右，年較差達(dá) 26 至 27℃。全 1000~1200mm，降水年際變化很大，多雨年和少雨年雨量差別很大，兩者最達(dá) 590 mm。降水的季節(jié)分配也極不均勻，78%的雨量集中在 5~10 月，其中 7量占全年雨量的 47%，，且時有暴雨出現(xiàn)[74]。年平均相對濕度 70%左右，濕度適均風(fēng)速 1.8 m/s，全年盛行風(fēng)向為東北風(fēng)。 原位實驗觀測1 實驗場地及實驗儀器實驗觀測場地位于關(guān)中盆地中部的長安大學(xué)水與環(huán)境實驗基地（34°22'N；°54'E），由水與環(huán)境原位實驗場、室內(nèi)物理模擬實驗室和人工降雨大廳三部分場地地勢平坦、開闊，通風(fēng)良好，適合進(jìn)行蒸發(fā)觀測實驗。水面蒸發(fā)實驗區(qū)包發(fā)區(qū)（圖 2.2）和氣象觀測區(qū)（圖 2.3）。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P333.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2617873