黄骅市1980～2012年蒸发特性研究

哈建强

(河北省沧州水文水资源勘测局,河北 沧州 061000)

1 黄骅市基本情况

黄骅市地处N38°09′～N38°39′，E117°05′～E117°49′之间，位于沧州市运东地区，东临渤海，北与天津市接壤，西部、南部、东部分别与沧县、盐山、孟村、海兴县为邻，南大港管理区和临港经济开发区包围在本市之中。全市行政区域面积1 433.0 km2，拥有65.8 km的海岸线，滩涂面积268 km2。地理位置优越，处于东北亚经济圈的中部位置和“环渤海，环京津”的双环纽地带，是国家跨世纪工程——神华工程的龙头项目黄骅港所在地，现已成为华北地区对外开放的重要窗口。

河北省黄骅市地处华北平原东端，渤海西岸，地势平坦，自西南向东北微微倾入渤海，是大陆和海洋交接处。地貌分区特征主要为平原地貌和海岸地貌。东部沿海海拔高度2～3 m，属潮间带盐土，很少农业种植；西部海拔高度在4～5 m，约90%属退海潮土。虽然瘠薄，但大都能种植，沿官庄、吕桥一线和旧城、羊二庄一线有古黄河道遗存，浅层有淡水分布，是黄骅市主要农业区。

蒸发是水循环过程中的一个重要环节，蒸发量是水平衡计算中的重要项目，因此掌握本市蒸发量的时空变化规律，对于提高水资源评价的质量有着重要意义。本文采用1980～2012年共33年同步蒸发资料，黄骅市区域内有黄骅和黄骅盐场两处国家气象站，有完整的蒸发资料，据此对黄骅市的蒸发各要素进行分析计算。

2 水面蒸发及资料选择

水面蒸发是指江河、湖库、大小坑塘水面在充分供水条件下的蒸发量，影响因素较多，其中最主要的有热力因子如气温、日照等和动力因子如湿度饱和差和风速等。本文研究对象采用E601型蒸发皿观测的资料，对于气象系统20 cm口径铜质蒸发皿的观测资料，均按水文系统对比实验系数作相应改算。水科院曾对不同金属质地不同口径蒸发皿的实验研究，结果表明E601型蒸发皿侧向热交换几乎为零，且满足充分供水条件，因此其蒸发量可以近似代表水面蒸发量。

黄骅市境内有黄骅和黄骅盐场两家气象站1980～2012年的观测资料，33年系列共66站年，站网密度约为716.5 km2/站，黄骅站居中，距海岸线约40 km，周边以农业为主，植被相对较好，其地理环境具有较好的代表性。黄骅盐场站距离海岸约5 km，周边均为盐汪和海滩，无任何植被和村舍，代表性较差，两站均为Φ20 cm铜质蒸发皿观测。黄骅站单站资料比两站综合考虑代表性更好，因此选用黄骅站蒸发量代表黄骅全市的蒸发量。

3 气象蒸发资料计算与分析

3.1 气象蒸发资料的换算

采用的换算系数公式如下：

K=E601/Φ20铜

式中：K为换算系数；E601为水利系统E601型蒸发皿观测值，mm；Φ20铜为气象系统Φ20 cm铜质蒸发皿观测值，mm。

据沧州水文水资源勘测局多年同步对比观测实验，其换算系数见表1。

表1 换算系数成果表

根据表1给出的各月折算系数，将Φ20 cm铜质蒸发器观测的资料折算成E601型蒸发器的蒸发量。

3.2 水面蒸发量年内分配

经过对折算后的1980～2012年33年蒸发资料进行计算，黄骅市多年平均水面蒸发量为1 234.8 mm，黄骅市水面蒸发量的年内分配见表2。

表2 黄骅市多年平均蒸发量年内分配表 /mm

由表2可以看出，多年平均蒸发量最大的月份是6月份，最小的月份是1月份，6月份蒸发量占年蒸发量的15.2%，1月份蒸发量仅占年蒸发量的2%，相差7倍多。水面蒸发量随季节的变化而变化，其规律是冬季蒸发量小。1、2、11、12四个月的总蒸发量为139.9 mm，仅占年蒸发量的11.3%；而蒸发量最大的4个月4、5、6、7月份总蒸发量为674.1 mm，占年蒸发量的54.6%，相当蒸发量最小的4个月总蒸发量的5倍。这充分表明气温是影响蒸发的重要因素，但不是唯一因素。除气温外，饱和水汽压差、风速等对蒸发量的影响也很大。每年的1和12月份是气温最低的两个月，因此是蒸发量最小的两个月。6月份气温虽不是最高，但由于6月份气压高，饱和水汽压差大，因此蒸发量最大。而7月份虽然是一年中平均气温最高的月份，但由于7月份大气湿度大，气压低，饱和水汽压差小，蒸发量不如6月份大。

3.3 水面蒸发量年际变化

黄骅市处在同一个气候区内，气候差异不大，因此黄骅市蒸发量年际变化不大。1997年蒸发量最大，为1 493.3 mm；2003年蒸发量最小，为1 045.8 mm，相差447.5 mm，最大值是最小值的1.4倍。大多数年份在1 100～1 350 mm之间，占66.7%；小于1 100 mm的年份占12.1%，大于1 350 mm的年份仅占21.2%。由黄骅市蒸发量年际变化图(图1)可以清晰地看出黄骅市蒸发量的年际变化。

图1 黄骅市蒸发量年际变化图

3.4 干旱指数分析

干旱指数是反映地区气候干湿程度的指标，其值为多年平均蒸发能力(通常用E601型蒸发器蒸发量代替)与多年平均降水量的比值。其表达式为：

干旱指数γ>1.0，说明年蒸发能力大于年降水量，表明该地区的气候偏于干旱，γ值越大，干旱程度就越严重；干旱指数γ<1.0，说明年蒸发能力小于年降水量，表明该地区气候偏于湿润，γ越小，气候越湿润。一般认为，干旱指数在0.5～1时为湿润区、1～3为半湿润区、3～5为半干旱区，5～10为干旱区、大于10为严重干旱或极端干旱区。

黄骅市多年平均蒸发量为1 234.8 mm，同系列多年平均降水量为536.1 mm。经计算，干旱指数为2.30，属于半湿润气候区。

4 结 语

通过以上分析可看出, 黄骅市水面蒸发量的特点是:

1) 蒸发量年内分配较不均匀。冬季气温低, 蒸发量小,根据1980～2012年蒸发资料显示，1月份出现全年最小值；夏季气温高, 水面蒸发量大,最大月蒸发量的出现时间出现在6月份。

2) 蒸发量年际变化不大。由于该市水面蒸发量的变化主要与气候等因素变化有关,而气候差异变化不大，黄骅市蒸发量年际变化不大，1980～2012年最大值与最小值仅差1.4倍。

3) 根据对干旱指数进行分析，干旱指数介于1～3之间，为2.36，属于半湿润气候区。

近些年来, 沧州水文部门对水面蒸发进行了长系列系统的观测。可以看出,由于水面蒸发量的变化与气候因素的变化有关, 故有必要进一步收集诸如风速、日照、温度、湿度等气象资料, 分析这些因素变化对水面蒸发量的影响比例。