趙長(zhǎng)龍，劉 毅，王金濤，董心亮，李永剛，孫宏勇*

（1.中國(guó)科學(xué)院 遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所農(nóng)業(yè)資源研究中心，石家莊 050022；2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)， 北京 100049；3.河北南大港農(nóng)科所，河北 滄州 061103；4.河北省冀州區(qū)農(nóng)業(yè)局，河北 衡水 053200）

0 引 言

【研究意義】環(huán)渤海地區(qū)是我國(guó)京津冀協(xié)同發(fā)展的重要區(qū)域，與珠三角、長(zhǎng)三角構(gòu)成我國(guó)重要的三大經(jīng)濟(jì)區(qū)[1]。同時(shí)，環(huán)渤海區(qū)也是我國(guó)濕地分布最集中的地理區(qū)域，占我國(guó)濱海濕地面積的63.6%[2]。在該地區(qū)存在大量的水體，準(zhǔn)確估算這些水體的水面蒸發(fā)量對(duì)于淡水資源極度匱乏的環(huán)渤海區(qū)水資源評(píng)價(jià)和水資源有效開發(fā)利用具有非常重要的意義[3]。

【研究進(jìn)展】目前，水面蒸發(fā)的直接測(cè)定主要是利用蒸發(fā)皿與蒸發(fā)器進(jìn)行測(cè)定[4]，但各種蒸發(fā)器的測(cè)定值與實(shí)際水面蒸發(fā)量有一定的差異。小型蒸發(fā)器的蒸發(fā)量最大可達(dá)到實(shí)際水面蒸發(fā)量的2 倍以上[5]，E-601 蒸發(fā)器的蒸發(fā)量也可達(dá)到實(shí)際值的1.3 倍[6]，蒸發(fā)器觀測(cè)值難以客觀反映自然水體水面蒸發(fā)量的真實(shí)情況[7-8]。因此，蒸發(fā)器所觀測(cè)的蒸發(fā)量不能直接用作水面蒸發(fā)量，需要乘以一個(gè)折算系數(shù)[9]。蒸發(fā)器的規(guī)格、材料以及蒸發(fā)器安置的位置均對(duì)蒸發(fā)量的測(cè)定精度有影響。當(dāng)前國(guó)際上最常用的蒸發(fā)器是美國(guó)A 級(jí)蒸發(fā)器[10]，而國(guó)內(nèi)氣象站常用的水面蒸發(fā)觀測(cè)儀器主要是Φ20 型蒸發(fā)皿與E-601 型蒸發(fā)器[5,11-14]。E20 蒸發(fā)池（20 m2）是世界氣象組織推薦的標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)池，其測(cè)定的蒸發(fā)量可近似視為實(shí)際水面蒸發(fā)量，由于其占地面積大及建設(shè)成本高，我國(guó)只有少數(shù)的站點(diǎn)采用該裝置[15-17]，我國(guó)將E-601 型蒸發(fā)器作為標(biāo)準(zhǔn)水面蒸發(fā)器[18]。前人對(duì)不同規(guī)格的蒸發(fā)器進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明，陸面Φ20 型蒸發(fā)皿所測(cè)定的水面蒸發(fā)量最大，其次是E-601 型蒸發(fā)器，E20 蒸發(fā)池水面蒸發(fā)量最小[12,19]。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)對(duì)水面漂浮式蒸發(fā)器的研究也較少，僅少數(shù)實(shí)驗(yàn)站有漂浮式蒸發(fā)器[20]，且當(dāng)前采用的漂浮式蒸發(fā)器一般都是E-601 型蒸發(fā)器，極少對(duì)Φ20 型蒸發(fā)皿進(jìn)行漂浮試驗(yàn)[7]。漂浮式蒸發(fā)器的蒸發(fā)量遠(yuǎn)小于陸面蒸發(fā)器蒸發(fā)量[21-23]。暖濕的江南、華南地區(qū)，漂浮式蒸發(fā)器的蒸發(fā)量大于同型號(hào)的陸面蒸發(fā)器的蒸發(fā)量，而干旱的華北地區(qū)則春夏季漂浮式蒸發(fā)器的蒸發(fā)量小于同型號(hào)的陸面蒸發(fā)器的蒸發(fā)量，秋冬季則相反，年總蒸發(fā)量比較接近[20]。當(dāng)前對(duì)于蒸發(fā)器的材料選用有2 種看法：部分學(xué)者認(rèn)為蒸發(fā)器一定要用導(dǎo)熱性良好的材料[24]，還有部分學(xué)者認(rèn)為材料熱傳導(dǎo)系數(shù)小可改善蒸發(fā)器的性能[11,25]。相同規(guī)格的玻璃鋼蒸發(fā)器與金屬蒸發(fā)器相比，其更接近于標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)池的蒸發(fā)量，對(duì)口徑20 cm 的蒸發(fā)皿更為明顯，其準(zhǔn)確性與E-601型蒸發(fā)器接近[25]。【切入點(diǎn)】我國(guó)各省市水文站點(diǎn)基本都配備了Φ20 型蒸發(fā)皿，是我國(guó)使用最廣泛以及使用時(shí)間最長(zhǎng)的水面蒸發(fā)觀測(cè)儀器[26-29]，本研究首次對(duì)Φ20 型蒸發(fā)皿進(jìn)行漂浮試驗(yàn)，且對(duì)比了不同材料蒸發(fā)皿及陸面與水面環(huán)境對(duì)蒸發(fā)測(cè)定的影響。

【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】本研究立足于環(huán)渤海地區(qū)，通過(guò)對(duì)Φ20 型蒸發(fā)皿進(jìn)行漂浮試驗(yàn)與材料對(duì)比試驗(yàn)，探究蒸發(fā)環(huán)境與材料對(duì)Φ20 型蒸發(fā)皿蒸發(fā)量的影響，進(jìn)而確定不同環(huán)境條件下何種材料蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量更接近于自然水體的實(shí)際蒸發(fā)量。由此尋找一種簡(jiǎn)便實(shí)惠、更加精確又更易推廣的方法來(lái)觀測(cè)水面蒸發(fā)量，為沒(méi)有E20 蒸發(fā)池的區(qū)域提供更為精確的水面蒸發(fā)觀測(cè)方法或思路。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)于2019 年7 月4—20 日以及9 月3—19 日在河北省滄州市南大港管理區(qū)農(nóng)林科學(xué)研究所進(jìn)行。南大港管理區(qū)農(nóng)林科學(xué)研究所位于河北低平原區(qū)，東經(jīng)117°21′，北緯38°29′，海拔4 m，屬于暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候區(qū)。南大港管理區(qū)臨近渤海灣，略帶海洋氣候特征，年平均氣溫12.1 ℃，無(wú)霜期194 d，年均日照時(shí)間2 810 h，年降水量642.5 mm[30]，年平均風(fēng)速3.4 m/s[31]。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在南大港管理區(qū)農(nóng)林科學(xué)研究所的坑塘南側(cè)及坑塘南岸進(jìn)行。試驗(yàn)分為陸面試驗(yàn)與水面漂浮試驗(yàn)，試驗(yàn)所用Φ20型蒸發(fā)皿采用鐵與亞克力2種材料，鐵蒸發(fā)皿統(tǒng)一為內(nèi)徑20 cm，深10 cm 的蒸發(fā)皿（Φ20-I），亞克力蒸發(fā)皿有內(nèi)徑20 cm、深10 cm 的蒸發(fā)皿（Φ20-A）以及內(nèi)徑20 cm、深20 cm 的蒸發(fā)皿（Φ20-AH）。陸面試驗(yàn)在坑塘西南角的草地進(jìn)行，距坑塘南側(cè)岸堤約5 m，蒸發(fā)皿距地面約0.7 m，共2個(gè)處理，為裝坑塘水的鐵蒸發(fā)皿（LI，CK）和裝坑塘水的亞克力蒸發(fā)皿（LA），蒸發(fā)初始水深均為30 mm，每個(gè)處理設(shè)置3 個(gè)重復(fù)。水面漂浮試驗(yàn)在坑塘南側(cè)水面的中部位置進(jìn)行，距坑塘南側(cè)岸堤約5 m，將蒸發(fā)皿放置在漂浮于水面的透明大圓桶中，透明大圓桶內(nèi)徑為60 cm，深20 cm。水面漂浮試驗(yàn)共4 個(gè)處理，分別為蒸發(fā)初始水深為30 mm 的鐵蒸發(fā)皿（WI）、高10 cm 的亞克力蒸發(fā)皿（WA）、高20 cm的亞克力蒸發(fā)皿（WH）以及蒸發(fā)初始水深為50 mm的鐵蒸發(fā)皿（WD）。每個(gè)處理均設(shè)置了3 個(gè)重復(fù)。同時(shí)在陸面放置了3 個(gè)空的鐵蒸發(fā)皿（LE），降雨發(fā)生時(shí)，其作為雨量計(jì)計(jì)量當(dāng)天的降水量。

表1 處理與編號(hào)對(duì)應(yīng)表 Table 1 The definition of experimental treatments

1.3 數(shù)據(jù)來(lái)源和計(jì)算方法

本研究所使用的氣象數(shù)據(jù)，日照時(shí)間來(lái)源于中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)，其他氣象數(shù)據(jù)均來(lái)源于南大港農(nóng)林科學(xué)研究所的微型氣象站。

蒸發(fā)皿的日蒸發(fā)量觀測(cè)均采用稱質(zhì)量法，每日08:00 采用精度為0.01 g 的電子秤稱蒸發(fā)皿的質(zhì)量，蒸發(fā)用水每日進(jìn)行更換。每日08:00、14:00、18:00采用精度為0.1 ℃的TES 熱電偶溫度計(jì)測(cè)量坑塘及蒸發(fā)皿中水面10 mm 以下的溫度。

由于E20 蒸發(fā)池占地面積大及建設(shè)成本高等問(wèn)題，我國(guó)常將E-601 蒸發(fā)器所測(cè)定的蒸發(fā)量視為實(shí)際水面蒸發(fā)量。經(jīng)計(jì)算，7、9 月地面Φ20 型鐵蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量（LIE）對(duì)E0的折算系數(shù)分別為0.73、0.76，略高于滄州地區(qū)Φ20型銅蒸發(fā)皿蒸發(fā)量對(duì)E-601型蒸發(fā)器7 月與9 月的多年平均折算系數(shù)，其分別為0.65、0.70[33]。由于Φ20 銅蒸發(fā)皿的熱傳導(dǎo)性能較Φ20 鐵蒸發(fā)皿好，銅蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量比鐵蒸發(fā)皿約大8%[34]。將鐵蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量換算成銅蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量，換算后的蒸發(fā)量7、9 月對(duì)E0的折算系數(shù)分別為0.67 和0.70，與銅蒸發(fā)皿對(duì)E-601 型蒸發(fā)器的折算系數(shù)一致。故水面潛在蒸發(fā)量E0與E-601 型蒸發(fā)器的蒸發(fā)量基本相等，E0可以代表當(dāng)?shù)刈匀凰w的蒸發(fā)能力。因此，本研究以E0作為水面蒸發(fā)的參考標(biāo)準(zhǔn)。

潛在蒸發(fā)量E0的計(jì)算采用付學(xué)功等[32]修正的彭曼公式，該公式的修正改進(jìn)以河北省衡水實(shí)驗(yàn)站E20蒸發(fā)池（20 m2）的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，其計(jì)算的年蒸發(fā)總量與20 m2蒸發(fā)池蒸發(fā)量的相對(duì)差絕對(duì)值在0.1%～5.6%之間，效果較好，適用于河北平原區(qū)。

相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 統(tǒng)計(jì)軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同蒸發(fā)皿日蒸發(fā)量與潛在蒸發(fā)量的比較

7 月是一年中溫度最高的時(shí)期，也是最后一個(gè)升溫期，9 月是降溫期，故選用7 月以及9 月作為典型月份。試驗(yàn)于7、9 月的上旬與中旬進(jìn)行。由圖1 可知，地面鐵蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量（LIE）＞地面亞克力蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量（LAE）＞水面潛在蒸發(fā)量（E0）≈水面漂浮鐵蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量（WIE）＞水面漂浮亞克力蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量（WAE），其日均蒸發(fā)量分別為6.7、5.5、5.0、4.8、3.4 mm?？傮w來(lái)說(shuō)，在同樣的環(huán)境條件下，鐵蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量大于亞克力蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量。使用同種材料蒸發(fā)皿的情況下，陸面蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于水面漂浮蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量。地面亞克力蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量比較接近水面漂浮鐵蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量。

將潛在蒸發(fā)量E0與各蒸發(fā)皿所觀測(cè)蒸發(fā)量進(jìn)行了對(duì)比分析，其擬合情況如圖2 所示。從圖2 可以看出，WIE、LAE、WAE、LIE、WDE、WHE 與E0的擬合系數(shù)R2分別為0.79、0.70、0.74、0.68、0.74 以及0.76，其中水面鐵蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量（WIE）與E0擬合情況最好。

由此，認(rèn)為WI 的蒸發(fā)量（WIE）基本上能代表該區(qū)域水面蒸發(fā)潛力，WI 可作為一種觀測(cè)水面蒸發(fā)的推薦方法。

圖1 不同蒸發(fā)皿測(cè)定的日蒸發(fā)量與日水面潛在蒸發(fā)量的對(duì)比 Fig.1 Comparison of the daily evaporation measured using the different pan and the potential evaporation

圖2 各蒸發(fā)皿蒸發(fā)量與潛在蒸發(fā)量的擬合關(guān)系 Fig.2 Fitting relationship between evaporation using different pan and the potential evaporation

2.2 不同材料蒸發(fā)皿測(cè)定水面蒸發(fā)量的比較

圖3 反映了觀測(cè)期間陸面試驗(yàn)與水面漂浮試驗(yàn)中鐵蒸發(fā)皿和亞克力蒸發(fā)皿測(cè)定的蒸發(fā)量的關(guān)系。由圖3 可知，鐵蒸發(fā)皿測(cè)定的蒸發(fā)量比亞克力蒸發(fā)皿的大，陸面試驗(yàn)中鐵蒸發(fā)皿測(cè)定的蒸發(fā)量約為亞克力蒸發(fā)皿的1.2 倍，而水面漂浮試驗(yàn)中的鐵蒸發(fā)皿測(cè)定的蒸發(fā)量接近亞克力蒸發(fā)皿的1.4 倍。其原因可能是鐵的導(dǎo)熱率比亞克力高。在同樣的太陽(yáng)輻射條件下，鐵蒸發(fā)皿的溫度較亞克力高[35]，同時(shí)鐵蒸發(fā)皿能快速地與蒸發(fā)皿中的水體進(jìn)行熱交換，故鐵蒸發(fā)皿中水體溫升較快。圖4 中LI-LA 為地面鐵蒸發(fā)皿與亞克力蒸發(fā)皿中水溫的差值，WI-WA 為水面鐵蒸發(fā)皿與亞克力蒸發(fā)皿中水溫的差值。由圖4 可知，在蒸發(fā)用水初始溫度相同的情況下，鐵蒸發(fā)皿中水體溫度上升較亞克力蒸發(fā)皿中水體快。由于水面漂浮鐵蒸發(fā)皿與亞克力蒸發(fā)皿中水體的溫差較大，故水面漂浮的2 組蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量差異也較陸面的大。

水面漂浮式鐵蒸發(fā)皿與亞克力蒸發(fā)皿測(cè)得的蒸發(fā)量相關(guān)關(guān)系較陸面差，其原因可能是水面漂浮式蒸發(fā)皿受風(fēng)浪的影響較大，在有浪的情況下，蒸發(fā)皿中的水面不能保持水平，各蒸發(fā)皿內(nèi)壁的浸潤(rùn)面積不一樣，故導(dǎo)致蒸發(fā)皿所測(cè)得的蒸發(fā)量有一定的誤差。

圖3 鐵蒸發(fā)皿與亞克力蒸發(fā)皿蒸發(fā)量的關(guān)系 Fig.3 The relationship between the evaporation measured using iron pan and acrylic pan

圖4 14:00 鐵蒸發(fā)皿與亞克力蒸發(fā)皿中水溫的差值 Fig.4 The difference of water temperature between iron pan and acrylic pan at 14:00

2.3 不同高度蒸發(fā)皿測(cè)定水面蒸發(fā)量的比較

本研究也考慮了蒸發(fā)皿的高度對(duì)蒸發(fā)量的影響，該對(duì)比試驗(yàn)在水面漂浮式蒸發(fā)皿中進(jìn)行，對(duì)照組為內(nèi)徑20 cm，高10 cm 的亞克力蒸發(fā)皿（WA），控制組為內(nèi)徑20 cm，高20 cm 的亞克力蒸發(fā)皿（WH），蒸發(fā)用水均為坑塘水，初始蒸發(fā)水深為30 mm。由圖5（a）可知，2 類蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量基本一致，差異不是很明顯。2 種類型的蒸發(fā)皿中水體的溫度基本一樣，差異不大。

2.4 不同初始水深蒸發(fā)皿測(cè)定水面蒸發(fā)量的比較

本研究也考慮了不同初始水深對(duì)蒸發(fā)量的影響，該對(duì)比試驗(yàn)亦在水面漂浮式蒸發(fā)皿中進(jìn)行，對(duì)照組為初始蒸發(fā)水深為30 mm 的鐵蒸發(fā)皿（WI），控制組為初始水深為50 mm 的鐵蒸發(fā)皿（WD），均采用坑塘水。由圖5（b）可知，2 種處理的日蒸發(fā)量差異不大。

圖5 不同高度、不同初始水深蒸發(fā)皿蒸發(fā)量 Fig.5 Evaporation capacity of pan under different height and initial water depth

2.5 影響因素分析

2.5.1 陸面與水面環(huán)境對(duì)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量的影響

本研究中的蒸發(fā)皿處于陸面與水面2 種環(huán)境，水面漂浮式蒸發(fā)皿WI 中水體的平均溫度比坑塘水體高0.1 ℃，而蒸發(fā)皿WA、LI 以及LA 中水體的溫度分別比坑塘水體低1.4、1.6 ℃和2.2 ℃，表明水面漂浮式蒸發(fā)皿中水體的溫度高于陸面蒸發(fā)皿。其原因可能是水面漂浮式蒸發(fā)皿周圍是比熱容高的坑塘水體，且坑塘水體體積大，坑塘水體溫度升高之后散熱較陸面蒸發(fā)皿中的水體慢。從更換完蒸發(fā)用水開始水面漂浮式蒸發(fā)皿就一直處于溫度較高的環(huán)境中，前期升溫較快，后期降溫較慢。然而水面漂浮式蒸發(fā)皿中水體的日蒸發(fā)量遠(yuǎn)小于陸面蒸發(fā)皿，其原因可能是坑塘水面的相對(duì)濕度大、飽和水汽壓差小，以至于水面蒸發(fā)皿中水體的蒸發(fā)量較陸面蒸發(fā)皿小。水面漂浮式蒸發(fā)皿中水體的蒸發(fā)環(huán)境較陸面蒸發(fā)皿更接近于坑塘自然水體的蒸發(fā)環(huán)境，故可認(rèn)為水面漂浮式蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量更接近于坑塘水體的實(shí)際蒸發(fā)量。就水面漂浮式鐵蒸發(fā)皿與亞克力蒸發(fā)皿而言，材料對(duì)蒸發(fā)皿中水體的局部蒸發(fā)環(huán)境有較大影響，鐵蒸發(fā)皿中水體的溫度與坑塘水體溫度基本一樣，而亞克力蒸發(fā)皿中水體溫度較坑塘水體溫度低，故其蒸發(fā)量可能低于坑塘水體的實(shí)際蒸發(fā)量。圖6 中LIE-WIE 為蒸發(fā)皿LI 與蒸發(fā)皿WI 日蒸發(fā)量的差值，LAE-WAE 為蒸發(fā)皿LA 與蒸發(fā)皿日蒸發(fā)量WA 的差值。圖6 表明環(huán)境對(duì)鐵蒸發(fā)皿和亞克力蒸發(fā)皿蒸發(fā)量的影響基本一致，環(huán)境對(duì)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量的影響比較穩(wěn)定，不會(huì)因蒸發(fā)皿材料的不同而不同。

2.5.2 氣象因素對(duì)水面蒸發(fā)量的影響

氣象因素主要包括風(fēng)速、相對(duì)濕度、總輻射、日照時(shí)間、氣溫、水溫等，水面蒸發(fā)量與各氣象因素的相關(guān)分析結(jié)果如表2 所示。

圖6 陸面蒸發(fā)皿與水面蒸發(fā)皿蒸發(fā)量的差值 Fig.6 Difference of evaporation between land and floating pan

表2 水面蒸發(fā)量與氣象因素的相關(guān)分析結(jié)果 Table 2 Correlation analysis results of water surface evaporation and meteorological factors

由表2 可知，水面蒸發(fā)量與水面溫度以及飽和水汽壓差的關(guān)系非常密切，在P=0.01 水平下達(dá)到極顯著水平；水面蒸發(fā)與日照時(shí)間以及總輻射之間的相關(guān)關(guān)系在P=0.01 水平下達(dá)到顯著水平。平均水溫和飽和水汽壓差是影響水面蒸發(fā)的重要因素，但它們之間的關(guān)系不是明顯的線性關(guān)系，水面蒸發(fā)量與飽和水汽壓差以及水面溫度呈二次曲線關(guān)系，如式（1）與式（2）所示。為通過(guò)主要的氣象因素估算水面蒸發(fā)量，對(duì)水面蒸發(fā)量與主要影響因素飽和水汽壓差、水面溫度進(jìn)行了多元線性回歸，結(jié)果如式（3）所示。

2.5.3 材料與環(huán)境對(duì)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量影響的比較

材料對(duì)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量的影響已在2.2 中進(jìn)行討論，本節(jié)僅探討材料與環(huán)境何者對(duì)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量的影響更大。本研究通過(guò)SPSS 23.0 軟件對(duì)材料與環(huán)境對(duì)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量的影響做了方差分析，分析結(jié)果如表3 所示。

表3 不同環(huán)境與不同材料對(duì)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量影響的方差分析結(jié)果 Table 3 Variance analysis of the influence of different environment and materials on pan evaporation

由表3 可知，環(huán)境與材料的檢驗(yàn)P 值均小于0.05，其中環(huán)境的檢驗(yàn)P 值為0.3×10-8，材料的檢驗(yàn)P 值為0.001，表明環(huán)境與材料均對(duì)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量有顯著影響。從貢獻(xiàn)的離差平方和來(lái)看，環(huán)境因素貢獻(xiàn)的離差平方和為131.589，其遠(yuǎn)大于材料因素的，故環(huán)境因素對(duì)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量的影響更大。

3 討 論

蒸發(fā)器的材質(zhì)與型號(hào)對(duì)測(cè)定水面蒸發(fā)量影響顯著。不同型號(hào)蒸發(fā)器測(cè)得的蒸發(fā)量存在一定的差異[36]，同種型號(hào)不同材料的蒸發(fā)器測(cè)得的蒸發(fā)量亦存在一定的差異[34,37]。本研究中鐵蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量是亞克力蒸發(fā)皿蒸發(fā)量的1.2～1.4 倍。同種型號(hào)的蒸發(fā)皿處于同一地點(diǎn)的不同環(huán)境中，其蒸發(fā)量亦存在一定的差異[20]，陸面蒸發(fā)皿觀測(cè)的蒸發(fā)量約是水面漂浮蒸發(fā)皿的1.5 倍。對(duì)于蒸發(fā)皿材料對(duì)蒸發(fā)量的影響，當(dāng)前只對(duì)比了鐵和亞克力，就處于陸面的這2 種蒸發(fā)皿來(lái)說(shuō)，利用亞克力蒸發(fā)皿所觀測(cè)的蒸發(fā)量更接近于實(shí)際水面蒸發(fā)量。這與裴步祥[25]的研究結(jié)果一致，同類型的玻璃鋼蒸發(fā)器較金屬蒸發(fā)器的蒸發(fā)量更接近標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)器的蒸發(fā)量，即采用熱傳導(dǎo)率小的材料能夠提高陸面蒸發(fā)器的觀測(cè)精度。研究所采用的2 種材料的蒸發(fā)皿，內(nèi)徑與內(nèi)部高度均保持一致，暫未討論壁厚與顏色對(duì)蒸發(fā)量的影響。就陸面Φ20 型蒸發(fā)皿來(lái)說(shuō)，是否還有其他材料的蒸發(fā)皿觀測(cè)的蒸發(fā)量更接近于實(shí)際水面蒸發(fā)量仍有待于進(jìn)一步研究。

準(zhǔn)確測(cè)定水面蒸發(fā)量的標(biāo)準(zhǔn)方法仍是需要進(jìn)一步探討的問(wèn)題。當(dāng)前，國(guó)外把20 m2的蒸發(fā)池作為直接測(cè)定水面蒸發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)方法，但由于其建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用高等問(wèn)題，其難以被廣泛推廣應(yīng)用。我國(guó)將E-601型蒸發(fā)器作為標(biāo)準(zhǔn)水面蒸發(fā)器，但是其與20 m2蒸發(fā)池測(cè)定的量也有一定差距。本研究以彭曼修訂公式計(jì)算的潛在蒸發(fā)量（E0）作為一個(gè)參考值，并根據(jù)折算系數(shù)對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證，其能代表研究區(qū)水面蒸發(fā)量。陸面蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量均明顯大于E0，陸面鐵蒸發(fā)皿（LIE）測(cè)定的蒸發(fā)量約為E0的1.34 倍，亞克力蒸發(fā)皿（LAE）測(cè)定的蒸發(fā)量約為E0 的1.1 倍。水面漂浮式鐵蒸發(fā)皿測(cè)定的蒸發(fā)量（WIE）與彭曼修訂公式的計(jì)算結(jié)果E0較為一致，這是因?yàn)槠渫獠空舭l(fā)環(huán)境以及蒸發(fā)皿中水體溫度與坑塘水體基本一致，其在所有處理中最接近坑塘水體蒸發(fā)環(huán)境。水面漂浮式亞克力蒸發(fā)皿測(cè)定的蒸發(fā)量小于E0，該蒸發(fā)皿中的水體溫度比坑塘水體溫度大約低2 ℃，此時(shí)溫度可能是影響蒸發(fā)的主要因素[38]。相比較而言，水面漂浮式鐵蒸發(fā)皿更能代表坑塘水體蒸發(fā)的實(shí)際情況。故水面漂浮式鐵蒸發(fā)皿可作為該區(qū)域一種推薦采用的水面蒸發(fā)觀測(cè)方法，但實(shí)際水面蒸發(fā)量的精確測(cè)定仍需進(jìn)一步研究。

環(huán)境因素是影響水面蒸發(fā)測(cè)定精度的重要因素。就陸面環(huán)境和水面環(huán)境來(lái)說(shuō)，環(huán)境對(duì)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量的影響大于材料對(duì)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量的影響。以往研究表明，陸面Φ20 型蒸發(fā)皿觀測(cè)的蒸發(fā)量遠(yuǎn)高于實(shí)際水面蒸發(fā)量[36]，這與本研究結(jié)果一致。水面漂浮式蒸發(fā)皿的蒸發(fā)環(huán)境更接近于實(shí)際蒸發(fā)環(huán)境，故認(rèn)為處于水面環(huán)境的漂浮式蒸發(fā)皿測(cè)定的蒸發(fā)量更接近于實(shí)際蒸發(fā)量。對(duì)于水庫(kù)、湖泊等大水體蒸發(fā)量的觀測(cè)，采用漂浮式水面蒸發(fā)皿較為準(zhǔn)確。但是水面漂浮式蒸發(fā)皿受風(fēng)浪影響較大，大風(fēng)大浪可能會(huì)使蒸發(fā)皿中的水蕩出蒸發(fā)皿，或者使湖泊等自然水體進(jìn)入蒸發(fā)皿，從而導(dǎo)致觀測(cè)不準(zhǔn)。Φ20 型蒸發(fā)皿相對(duì)E-601 型蒸發(fā)器，造價(jià)低廉，觀測(cè)方便，在風(fēng)浪較小的區(qū)域或風(fēng)浪較小的季節(jié)可考慮將其作為水面漂浮式蒸發(fā)皿。

4 結(jié) 論

1）蒸發(fā)皿的制作材料，型號(hào)以及其所處的環(huán)境和初始水深、蒸發(fā)皿高度等因素均會(huì)對(duì)水面蒸發(fā)量觀測(cè)精度產(chǎn)生影響。蒸發(fā)皿所處的環(huán)境是影響水面蒸發(fā)觀測(cè)精度最主要的因素，陸面蒸發(fā)皿遠(yuǎn)大于水面漂浮式蒸發(fā)皿觀測(cè)的蒸發(fā)量。

2）蒸發(fā)皿的材質(zhì)也是影響水面蒸發(fā)量觀測(cè)精度的重要因素，在同一環(huán)境中，熱傳導(dǎo)率高的蒸發(fā)皿所測(cè)得的蒸發(fā)量大于熱傳導(dǎo)率低的蒸發(fā)皿。就陸面蒸發(fā)器而言，熱傳導(dǎo)率小的蒸發(fā)器測(cè)定精度較高；而對(duì)于水面漂浮式蒸發(fā)器來(lái)說(shuō)，導(dǎo)熱性能好的蒸發(fā)器測(cè)定精度更高。故對(duì)水面蒸發(fā)進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，在條件允許的情況下，應(yīng)盡量采用導(dǎo)熱性能好的水面漂浮式蒸發(fā)器，利用陸面蒸發(fā)器時(shí)則建議采用熱傳導(dǎo)率低的蒸發(fā)器。

3）蒸發(fā)初始水深與蒸發(fā)皿的高度對(duì)蒸發(fā)量的觀測(cè)精度影響不顯著。同時(shí)，對(duì)于研究區(qū)內(nèi)氣象因素而言，飽和水汽壓差、平均水溫以及日照時(shí)間是影響水面蒸發(fā)的主要?dú)庀笠蛩亍?/p>