Файл: Богословский, Б. Б. Основы гидрологии суши. Реки, озера, водохранилища.pdf

шенный монолит почвы, по изменению веса которого и определя­

ется испарение.

Испарители дают возможность исследовать испарение с раз­ личных поверхностей небольших территорий.

Однако данных фактических наблюдений испарения еще не­ достаточно для получения его средних величин для водосборов, поэтому испарение с водосборов рассчитывается различными ме­ тодами. Эти методы базируются частью на данных наблюдений по испарителям, частью на закономерностях зависимости испа­ рения от действующих факторов1.

При теоретических исследованиях испарения и разработке схем его определения применяются методы водного баланса, теплового баланса, турбулентной диффузии. В первом из этих методов испарение определяется как остаточный член уравнения водного баланса. Он применим для расчетов многолетних харак­ теристик испарения с больших водосборов. Второй метод бази­ руется на уравнении теплового баланса испаряющей поверхно­ сти. Испарение находится по количеству затраченного на него тепла. Здесь необходим учет радиационного баланса и теплообме­ на в почве. Третий метод учитывает турбулентный обмен в слое воздуха над испаряющей поверхностью, с которым связан верти­ кальный поток водяного пара. Основными данными служат гра­ диенты метеорологических элементов (в первую очередь темпе­ ратуры и влажности воздуха) в приземном слое воздуха.

В схемах для расчета испарения обычно используются зна­ чения метеоэдементов (температуры, влажности воздуха, дефи­ цита влажности, скорости ветра) и радиационного баланса испа­ ряющей поверхности.

Для определения испарения с водной поверхности использу­ ются методы водного и теплового баланса. Наиболее широко применяются разработанные на основе этих .методов зависимости вида

Е = а(е0— е2оо) (1 + bW2w),

где е0— упругость водяных паров, насыщающих пространство при температуре испаряющей поверхности;

а и b — числовые коэффициенты.

При наличии данных метеорологических наблюдений для расчета испарения с водной поверхности рекомендуется формула

Д = 0,14 п(еа— е2оо) (1 + 0,72W20o) мм,

где п — число дней в расчетном периоде.

1 Методы расчетов испарения с водной поверхности и с суши рассмотре­ ны в сборнике «Материалы Межведомственного совещания по проблеме изу­ чения и обоснования методов расчета испарения с водной поверхности и с су­

106

На основании расчетов, проведенных Б. Д. Байковым в 1949 г., А. П. Браславским и 3. А. Викулиной в 1954 г., состав­ лены карты испарения с водной поверхности малых водоемов для территории СССР.

Подробнее испарение с водной ткивервагасти рассмотрено во второй главе.

Сложность определения испарения с суши заключается в том, что, во-первых, степень увлажнения и тепловые свойства поверхности почвы различны даже на сравнительно небольших

можно с достаточной точностью. В связи с этим современные ме­ тоды расчетов дают величины суммарного испарения с поверх­ ности суши (речных водосборов) того или иного района.

Многие методы расчета основываются на использовании эм­ пирических-связей испарения с метеорологическими, факторами. Так, П. С. Кузин предложил для зоны избыточного увлажнения ■графики расчета испарения в зависимости от температуры возду­ ха и недостатка насыщения (рис. 25, а). Позднее Б. В. Поляков, используя данные по влажности почвы, построил графики для расчета испарения по осадкам и температуре воздуха для каж­ дого месяца теплого периода.

М. И. Будыко путем совместного решения уравнений тепло­ вого и водного баланса вывел расчетную зависимость испарения с суши от количества атмосферных осадков и радиационного ба­ ланса увлажненной поверхности:

где А- —среднее годовое испарение, мм; В0—радиационный баланс увлажненной поверхности,

ккал 'см2;

X —среднее годовое количество осадков, мм;

L — скрытая теплота испарения (590 кал/г); h — гиперболический тангенс.

На основании расчетов по этой зависимости построена но­ мограмма для определения среднего годового многолетнего ис­ парения с суши (рис25, б). Исходными данными для расчета по номограмме служит среднее многолетнее годовое количество атмосферных осадков (X, адм), приводимое в климатологических справочниках или определенное по карте изогнет, и величина радиационного баланса увлажненной поверхности (В0, ккал/см2), снимаемая с карты радиационного баланса.

Метод не рекомендуется для горных районов с высотами больше 150 м и районов с близким к поверхности залеганием

107

подземных вод (в первую очередь для заболоченных террито­ рий) .

Средние месячные значения испарения по методу М. И. Будыко определяются с учетом влагозаПасов в почве. Расчеты, про­ изведенные Л. И. Зубенок по этому методу для различных рай­ онов Европейской части СССР, показали, что на вегетационный период (май — август) приходится от 65% годового испарения в южных районах до 70—75% в центральных.

При помощи метода Будыко произведены расчеты испаре­ ния и построены месячные и годовая карты испарения для суши Земного шара, опубликованные в «Атласе теплового баланса Земного шара» (1963). Приближенную величину испарения мож­ но снять с этих карт, за исключением горных районов, данных по которым нет.

А. Р. Константиновым разработан метод расчета среднего месячного и годового испарения с суши по средней месячной и годовой температуре и влажности воздуха. В основу его положе­

А —коэффициент обмена;

«— коэффициент, зависящий от скорости ветра, темпера­ туры воздуха и шероховатости подстилающей поверх­ ности;

-g — вертикальный градиент влажности воздуха в слое 1 м.

Для приближенного определения среднего годового испаре­ ния по средней годовой температуре и влажности воздуха А. Р. Константиновым построена номограмма (рис. 25, в). Ме­ тод не рекомендуется для горных районов.

Методом водного баланса среднее годовое испарение опре­ деляется по уравнению Е = Х — У, где X — осадки, У — сток. По рассчитанным этим методам значениям испарения в Государст­ венном гидрологическом институте составлена карта среднего годового испарения с поверхности суши территории СССР1.

В связи с особенностями процессов испарения с водной по­ верхности и с суши распределение их по территории различно. Распределение испарения с водной поверхности (ZB) в основном сходно с распределением радиационного баланса,, ибо, посколь­ ку влаги для испарения в водоемах достаточно, оно !завиеит в первую очередь от нагрева их поверхности. ZBвозрастает на тер­ ритории Европейской части СССР с северо-запада на юго-восток (от 350—400 мм/год на Кольском полуострове до (000—1100 мм

вюжном Прикаспии). В Азиатской части СССР это возрастание

1См.: Водные ресурсы и водный баланс территории Советского Союза.

Л„ 1967.

109