??? 文獻信息

??? 文獻摘要

為深入探索氣候變化背景下更為精確的潛在蒸散發計算方法，在淮北平原五道溝實驗站開展了3組小型蒸滲儀試驗，通過結合平流運動動力項并引入地表凈輻射修正參數，基于能量平衡原理提出一種新的潛在蒸散發模型。結果表明：①3組蒸滲儀實測數據中，2組不同加水方式下的草地覆被蒸散發相關性較好（R=0.95）；②新的潛在蒸散發模型在有草地覆被的2組試驗中模擬結果的納什效率系數（0.85）和均方根誤差（0.83）均優于現有Penman系列等經驗方法；③模型更適用于有草地覆被條件下的蒸散發估算，在淮北平原地區具有較強的適用性與優勢。該模型能夠提高區域潛在蒸散發模擬精度，為流域水循環過程模擬及水資源利用提供科學參考。

??? 實驗概述

五道溝水文水資源實驗站位于安徽省蚌埠市新馬橋鎮原種場內，是一所平原區大型綜合實驗站。站點所在地區位于淮河流域南北氣候分界線附近，屬北亞熱帶和暖溫帶半濕潤季風氣候，四季分明；氣溫年際變化小，多年平均氣溫為14.6 ℃，1月平均氣溫低，7月最高；太陽輻射充足，多年平均日照時數約2100 h，多年平均無霜期為212d，多年平均蒸發量為1181.3mm；因常處在冷暖氣團交鋒過渡帶，降水量年際差別大，多年平均降水量為899.0mm，最大年降水量可達1212.2mm，但年內分布相對集中，汛期通常為6—9月，其降水量可占全年2/3。

五道溝大型稱重式蒸滲儀是由北京澳作設計、安裝的SoilScope控制型蒸滲實驗系統

??? 實驗設施

為了研究土壤含水量和氣象要素對土壤蒸發及草地蒸散發能力的影響，本文采用五道溝實驗站氣象場內的小型稱重式蒸滲儀群進行蒸散發能力試驗，氣象場同期觀測要素還包括氣溫、相對濕度、E601水面蒸發、風速、地溫、水溫等。圓柱筒形小型蒸滲儀內徑20cm，深50cm，底部密封，以取自大田的原狀土填充。

試驗方案如表1所示，蒸滲儀布設如圖2所示。蒸滲儀按照1—6號依次編號，分成3組進行平行試驗，取每組2個蒸滲儀的觀測平均值為該組條件下的蒸散發能力。根據是否有覆被，蒸滲儀分為裸土和覆被草皮（狗牙根，低矮植被）兩類，分別用于觀測裸土表面（3號、6號）和草地覆被條件下的蒸散發能力。覆被草皮的蒸滲儀有固定質量和固定水位2種加水方式，其中，1號和4號蒸滲儀每次加水至固定質量，此時土壤含水量約為50%，五道溝實驗站的田間持水量為28%~30%，滿足本次試驗所需要的按蒸散發能力蒸發的飽和狀態。2號和5號蒸滲儀每次加水至固定水位，水面高于土壤表面5mm。

試驗過程中，每天8:00向蒸滲儀加水至飽和，以保證充分供水狀態。蒸滲儀觀測時間為每天8:00和20:00，觀測電子稱的精度為1.0g，約等于小型蒸滲儀中0.05371mm的蒸散發。蒸滲儀上覆滑動頂棚，用于雨天時遮擋，減少降水對蒸散發測量的影響以保證觀測結果準確性，但出現暴雨天氣時，強降水會引起土柱淹沒，測量結果受降雨影響出現異常值，因此，實際計算時需要剔除受降雨影響的異常測量值。本次試驗觀測時間為2014年8月1日至2015年8月31日，標準氣象場的氣象要素觀測與蒸滲儀觀測同步進行。

??? 結果與分析

本文從能量平衡原理入手，結合波文比的概念，引入地表凈輻射的修正參數，建立了一種新的潛在蒸散發計算模型（LY-ET模型），基于小型蒸滲儀觀測試驗的土壤蒸發和草地覆被蒸散發能力實測數據對模型進行了率定與驗證，并進一步對比分析了該模型與6種現有常見計算公式的模擬精度，以評價模型的適用性，

主要結論如下：

（1）2組草地覆被的蒸散發試驗中，不同加水方式的觀測結果變化趨勢基本一致，具有較高的相關系數，但都與裸土蒸發組相關性較略差一些；E601水面蒸發與裸土蒸發組實測結果的相關性最高，與有草地覆被組相關性較差；3組蒸散發實測數據均在夏秋季線性關系最好，冬春季較差。

（2）率定期有草地覆被的固定質量組（E14）和固定水位組（E25）模擬值與實測值相關關系非常好，而裸土表面的E36組實測值與模擬值相關性較低。不同加水方式的差異主要體現在驗證期， E25組擬合效果優于E14組，說明采用固定水位方式測量可以減少草皮生長導致的潛在蒸散發觀測誤差。

（3）與6種現有常見計算公式相比，LY-ET模型的精度指標在有草地覆被的E14（ENS=0.75，ERMS=1.16）和E25 組（ENS=0.86，ERMS=0.87）中均為最佳，整體表現優；對于裸土表面的E36 組（ENS=0.47，ERMS=1.24）模擬效果劣于其他計算方法，表明LY-ET 模型更適用于有草地覆被條件下的蒸散發估算，在淮北地區具有一定的適用性與優勢。