水文预报和水文计算中蒸发值计算分析

侯婷娟

【摘要】在进行水文预报和水文计算过程中，首先就要对一次洪水土壤初始含水量进行计算，或者对土壤前期的影响雨量进行计算。要想实现这些参数确定的精准性，主要就是确定洪水之前流域的蒸发量及降雨量。在进行一次暴雨和相关径流计算过程中，传统都是将雨日和蒸发进行忽略，但是在一次暴雨降雨的天数不断增加的时候，雨日蒸发的累加值就会提高，所以其不能够被忽略。因为种种因素，人们在对水文预报精度及计算精准性不断提高的过程中，在计算蒸发值中也提出了较高的要求。基于此，本文就对水文预报和水文计算蒸发值的计算方法进行分析。

【关键词】水文预报；水文计算；蒸发值

水文学是地球科学中的主要分支，其主要对地球中水资源的存在、循环、分布和运动等变化进行全面的分析，并且使用此种规律为人们进行服务。从水文服务及实际应用问题方面分析，其和社会经济发展及人类的生存相关的水量、水的干净率及是否能够持续使用具有密切的练习。水资源是在社会经济发展过程中对人们制约的主要因素，但是大部分国家都面临着水资源短缺和水资源调度、管理中缺少科学支持的问题。水文预报的精准性具有重要的作用个，其和水文计算具有直接的联系。所以对水资源中水文预报及水文计算中蒸发值计算进行研究具有重要的作用和意义。

1、水文预报的重要性和方法

1.1水文預报的重要性

水文预报信息能够为开展防汛工作打下良好的基础，如果有效提高水文预报的水平，实现灾害预警的及时响应，为灾区人们争取更多的时间，降低灾害的损失。比如，2015年长沙一共有多个乡镇受灾，受灾人口达四万人，农作物受灾面积为四万亩，水利设备的经济损失为七千万，因为洪涝灾害导致的直接经济损失为一千多万。以此可以看出来，洪涝灾情造成的损失较大，那么就要加强水文预报的研究，充分发挥其预警作用，降低其灾害损失。

1.2水文预报的方法

其一，统计法。水文预报一般使用水文统计法，其中常用的为回归分析模型法。其主要是利用一元线性回归通过假设变量之间的线性关系，根据Y=a+bX函数关系，之后 通过最小一乘进行估计，从而对a和b的值进行计算，从而得到变量函数关系，将已知的变量值进行带入，从而得到应变量数值。

其二，ANN预报法。此种方法属于人工神经网络，是以连接学说为基础，创建仿生模型，对权向量和输入向量的内积进行计算，之后利用神经元和非线性对函数进行传递，以此得到标量结果。通过此网络，所有神经元都能够充分发挥自身的作用，分离维向量空间，使其成为两部分，如果输入向量已知，利用神经元能够实现向量超平位置的精准判断。

2、水文蒸发值计算

在蒸发过程中，其会在土壤含水量不断减少的过程中不断降低，蒸发量和土壤的含水量具有正比例关系，也就是：

E/EM=KW

其中E表示土壤蒸发值，EM表示流域蒸散发能力，K表示比例系数，W表示此时刻土壤的含水量。土壤的蒸发量也能够通过土壤含水量在时间的变化几率进表示，也就是：

E=-（dW/dt）

将此公式带入到上述公式中，整理得到：

-（dw/W）=EMKdt

将C1=-In Wo带入到此公式中，C1为积分常数，Wo为计算初始条件，表示为：

In W-In Wo=-EMKdt

其中K表示常数，将此公式进行分析得到蒸发计算公式，得到：

In （W/Wo）=-KEM

通过此公式进行蒸发计算的时候，只要掌握土壤初始的水量Wo和流域中实际测量的蒸散发能力EM就能够计算到不同时间段土壤含水量。在持续干旱的时候，能够逐日进行实际测量蒸散发能力之后不断累加，以此得到需要的含水量。在有径流和降雨的时候，还需要逐日进行计算，并且使用水量平衡方程对每天的土壤含水量进行计算，公式为：

Wo，t+1=Wt+Pt-Rt

Wt为t时间的含水量，Pt为降雨径流，Rt为产生的径流，Wo表示次日初的土壤含水量。

在以上公式中，要想对土壤含水量进行计算，不仅要知道已知计算边界条件和实际测量的流域蒸发值，还要对比例系数K值进行确定。比例系数K值是通过长期的气象观测资料及土壤湿度资料和蒸发计算公式得到的，因为野外土壤观测的资料工作较大，所以只能够得到一个地点比例系数。通过以上可以看出来，土壤的最大含水量是土壤的持水量及土壤含水量的差，如果有条件对土壤的含水量进行测试，只需要一次性的将土壤田间的持水量及含水量检测，从而得到土壤最大含水量和比例系数K值。

3、实际应用

本文以某县某水文站为例，通过以上方式对蒸发量进行检测，并且和传统蒸发计算的方式进行对比。此水文站的集雨面积为894平方公里，流域中有七个雨量站，并且分布较为均匀，具有良好的代表性。使用蓄满流量模型利用电算和其他资料对水文站实际测量的十年之间降雨和相应的径流资料进行对比，得到流域最大含水量为100mm，流域蓄水容量曲线指数为2。表1为两种不同蒸发的计算方式结果，在计算过程中的初始条件为流域最大含水量为100mm，7月24-29日没有降雨，30日开始降雨，从而能够将7月24-30日的EM值进行累加，填入表格中，之后通过蒸发计算公式进行计算，为：100/e0.01*52.1=59.39mm，之后对第十栏中的Wo值进行计算，为59.39+1.4-0=60.79mm，从而能够得到7月份末的W值，得到初始条件之后继续进行计算，还是根据以上方法进行。通过蒸发物理过程表示，使用此种方法对土壤蒸发进行计算满足蒸发的实际情况，能够有效提高计算的精度。

4、结束语

现代的水文计算和预报工作一般都是使用机械设备直接得到水文数据信息，从而提高水文预报的精准性，通过实际测量的数据，根据本文的计算方法，能够得到精准的水文蒸发值，为抗洪抢险提供一定的便利。

参考文献：

[1]李兰兰. 无资料地区水文分析与 计算研究[J]. 河南科技， 2016（19）：59-60.

[2]李熙， 刘永亮， 李国栋. 南方CASS软件在水文分析计算中的应用技巧[J]. 城市勘测， 2015（2）：136-139.