Исходные данные.

	Май	Июнь	Июль	Август	Сентябрь
Температура поверхности воды,tп Сº	9,6	13,9	20,0	13,5	5,8
Температура воздуха на высоте 2м, θ2 Сº	10,7	14,4	20,9	12,8	5,0
Средняя 2 ветра на высоте 2м, м/с	1,7	1,5	2,0	1,6	1,2
Средняя 1ветра на высоте 1м, м/с	1,4	1,5	1,5	1,2	0,9
Среднее значение упругости вод. пара на высоте 2м, е2	7,8	9,9	14,2	9,1	6,4
Среднее значение упругости вод. пара на поверхности воды, e0	12,3	16,1	24,0	15,7	9,4
Влажность воздуха, r2

Повторяемость различных направлений ветра, %

	Май	Июнь	Июль	Август	Сентябрь
С
СВ
В
ЮВ
Ю
ЮЗ
З
СЗ
штиль

3.2. Результаты расчёта

Величина испарения с водоёма Е (мм), расположенного на равнинной территории, определяется по формуле:

Е = 0,14n (1+ 0,72 ω₂) * (е_о –е₂),

где e₀ – среднее значение максимальной упругости водяного пара, вычисленное по температуре поверхности воды в водоёме в мб;

e₂ – среднее значение упругости водяного пара (абсолютной влажности воздуха) над водоёмом на высоте 200 см, в мб:

ω₂ – среднее значение скорости ветра над водоёмом на высоте 200 см, в м/сек;

n – число суток в расчётном интервале времени, за который принимается месяц, а в начале и в конце безледоставного периода – соответствующее число суток от даты вскрытия до конца данного месяца и от начала последнего месяца безледоставного периода до даты замерзания водоёма.

Чтобы рассчитать испарение по приведенной выше формуле, необходимо знать температуру и влажность воздуха и скорость ветра, измеренные непосредственно над поверхностью водоема. Таких наблюдений практически не имеется. Поэтому для расчета испарения используют данные о состоянии воздушной массы, полученные на континентальных метеостанциях, но с учетом ее трансформации при переходе с суши на водную поверхность. Чтобы использовать данные континентальных метеостанций, их корректируют введением коэффициентов.

Скорость ветра над водоемом значительно больше, чем над сушей, вследствие меньшей шероховатости водной поверхности по сравнению с поверхностью суши. Шероховатость подстилающей поверхности суши изменяется по географическим зонам, достигая наибольших значений в лесной зоне. Средняя скорость ветра над водоемом на высоте 2 м ω₂ (м/с) определяется по формуле:

ω₂ = K₁ K₂ K₃ ω_ф,

где K₁, K₂, K₃ – коэффициенты, учитывающие соответственно степень защищенности метеорологической станции на суше, характер рельефа и среднюю длину разгона воздушного потока над водоемом L_ср при различной его защищенности.

ω_ф – скорость ветра на высоте флюгера за расчётный интервал времени (месяц, декада), в м/сек.

Средняя длина разгона воздушного потока представляет собой среднее взвешенное расстояние с учетом повторяемости направления ветра по акватории водоема. На план водоема наносят две системы прямоугольных сеток из параллельных профилей, ориентированных в первом случае с севера (C) на юг (Ю) и с запада (З) на восток (В), а во втором – с северо-запада (СЗ) на юго-восток (ЮВ) и с северо-востока (СВ) на юго-запад (ЮЗ). Средняя длина разгона для каждого направления профиля L_i вычисляется как среднее арифметическое из длин всех профилей этого направления. Для всей акватории водоема средняя длина разгона вычисляется по формуле:

L_ср = 0,01 [L_с-ю (N_с + N_ю) + L_з-в (N_з + N_в) + L_сз-юв (N_сз + N_юв) + L_св-юз (N_св + N_юз)],

где L_с-ю, L_з-в и т.д. – средняя длина разгона воздушного потока по профилям соответствующих направлений, км,

(N_с + N_ю), (N_з + N_в) и т.д. – сумма повторяемостей румбов, %.

Максимальная упругость водяного пара e₂ определяется по средней температуре поверхности воды t_ср.

Средняя по акватории абсолютная влажность воздуха над водоемом на высоте 2м e₂ рассчитывается по формуле:

e₂ = e´ + (0,8e – e´) M,

где e´ – средняя за расчетный интервал времени абсолютная влажность воздуха, измеренная на континентальной метеостанции, мбар;

e – максимальная упругость водяного пара за этот же интервал времени, определенная по температуре поверхности воды в водоеме, мбар;

M – коэффициент трансформации, учитывающий среднее изменение абсолютной влажности и температуры воздуха в зависимости от размера водоема.

Коэффициент трансформации определяется по таблице в зависимости от средней длины разгона воздушного потока над водоемом и разности между температурой поверхности воды в водоеме и температурой воздуха на континентальной метеостанции.

Расчет испарения с поверхности реки Яны за интервалы времени безледоставного периода:

по формуле ГГИ: Е = 0,14n (1+ 0,72 ω₂) * (е_о –е₂),

Май

Е = 0.14*31*(12,3 – 7,8)(1+0.72*1,7) = 4.3*(4,5*2,2) = 45,8

Июнь

Е = 0.14*30*(16,1 – 9,9)(1+0.72*1,5) = 4.2*(6,2*2,1) = 54,7

Июль

Е = 0.14*31*(24,0 – 14.2)(1+0.72*2,0) = 4.3*(9,8*2,4) = 101

Август

Е = 0.14*31*(15,7 – 9,1)(1+0.72*1,6) = 4.3*(6,6*2,2) = 62,4

Сентябрь

Е = 0.14*30*(9,4 – 6,4)(1+0.72*1,2) = 4.2*(3,0*1,9) = 23,9

по формуле Л.Г. Шуляковского: Е = [0,15+0,112 ω₂+0,094(t_п – θ₂)⅓] * (е_о –е₂),

Май

Е = [0.15+0.112*1.7+0.094(9.6 – 10.7) ⅓]*(12.3 – 7.8) = 1.1*31 = 34.1

Июнь

Е = [0.15+0.112*1.5+0.094(13.9 – 14.4) ⅓]*(16.1 – 9.9) = 1.5*30 = 45

Июль

Е = [0.15+0.112*2.0+0.094(20.0 – 20.9) ⅓]*(24.0 – 14.2) = 2.8*31 = 86.8

Август

Е = [0.15+0.112*1.6+0.094(13.5 – 12.8) ⅓]*(15.7 – 9.1) = 2.7*31 = 83.7

Сентябрь

Е = [0.15+0.112*1.2+0.094(5.8 – 5.0) ⅓]*(9.4 – 6.4) = 1.1*30 = 33

по формуле Н.Н. Иванова: Е = 0,0018 * (25 + θ₂)² * (100 – r₂),

Май

Е = 0.0018*(25+10.7)²*(100 – 59) = 94.1

Июнь

Е = 0.0018*(25+14.4)²*(100 – 72) = 74.3

Июль

Е = 0.0018*(25+20.9)²*(100 – 75) = 94.8

Август

Е = 0.0018*(25+12.8)²*(100 – 76) = 61.7

Сентябрь

Е = 0.0018*(25+5.0)²*(100 – 87) = 21.1

Решение по формуле ГГИ

	n	ω2	ео	е2	Е
Май		1,7	12,3	7,8	45,8
Июнь		1,5	16,1	9,9	54,7
Июль		2,0	24,0	14,2
Август		1,6	15,7	9,1	62,4
Сентябрь		1,2	9,4	6,4	23,9

Σ = 287,8мм

Решение по формуле Л.Г. Шуляковского

	n	tп	θ2	ω2	ео	е2	Е
Май		9,6	10,7	1,4	12,3	7,8	34.1
Июнь		13,9	14,4	1,5	16,1	9,9	45.0
Июль		20,0	20,9	1,5	24,0	14,2	86.8
Август		13,5	12,8	1,2	15,7	9,1	83.7
Сентябрь		5,8	5,0	0,9	9,4	6,4	33.0

Σ = 282.6мм

Решение по формуле Н.Н. Иванова

	n	r2	θ2	Е
Май			10,7	94.1
Июнь			14,4	74.3
Июль			20,9	94.8
Август			12,8	61.7
Сентябрь			5,0	21.1

Σ = 364.0мм

Заключение

Рациональное и эффективное использование естественных и искусственных водоемов нашей страны невозможно без учета потерь воды на испарение, так как оно является весьма существенным, а иногда и главнейшим элементом их водного баланса. В связи с этим непрерывно повышаются требования науки и практики к точности определения испарения с водной поверхности. Если испарение с поверхности океанов и морей представляет наибольший интерес, с точки зрения познания общего круговорота воды в природе и глобальных процессов формирования климата, то сведения об испарении с внутренних водоемов – рек, озер, прудов и водохранилищ – необходимы, в первую очередь, для практических целей, а именн: для оценки безвозвратных потерь водных ресурсов с конкретного водаого объекта. Надежные сведения о величине испарения требуются также при проектировании и эксплуатации водохранилищ и водоемов, расчетах водоснабжения населенных пунктов и водообеспечения промышленных предприятий, обводнения территорий, создания и эксплуатации оросительных систем.

Испарение воды в природе является основным процессом, обеспечивающим поступление водяного пара в атмосферу. Для оценки испарения с водной поверхности отечественными и зарубежными учёными предложено значительное число расчётных схем и методов. Особую роль для расчёта испарения играют так называемые эмпирические формулы.

Проведенные расчеты испарения с поверхности реки Дулгалах в районе станции Екюччю дали следующие результаты, представленные на диаграмме. На диаграмме ряд1 это вычисления по формуле ГГИ, ряд2 – по формуле Шуляковского, ряд3 – по формуле Иванова, ряд4 – по данным наблюдений на станции за 2013 год. Как видно на диаграмме в мае все расчеты были завышены но большую точность дал расчет по формуле Шуляковского – 120%; в июне по формуле ГГИ – 96%; в июле по формуле ГГИ – 99%; в августе по формуле ГГИ – 99%; в сентябре все расчеты были завышены, но более точно по формуле Иванова – 176%. Из этого делаю вывод, что в мае и сентябре для подсчета стока подходит формулы Шуляковского и Иванова, а в остальное время формула ГГИ, Но если в мае и сентябре в формуле ГГИ и Шуляковского умножать не на общее количество дней в месяце, а на количество дней когда было когда было наблюдение за испарением, то результаты будет более точные.

При вычисления расчёта испарения использованы данные ФГБУ «Якутское УГМС».

Перечень использованных источников:

1. Бабкин В.И. Испарение с водной поверхности. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. – 77 с.

2. Браславский. А. П. Нормы испарения с поверхности водохранилищ / А. П. Браславский, З. А. Викулина. – Л.: Гидрометеоиздат, 1954. – 212 с.

3. Винников С.Д., Проскуряков Б.Д. Гидрофизика. – Л.: Гидрометеоиздат, 1988, с 182-201.

4. Жила И.М., Алюшинская Н.М. «Ресурсы поверхностных вод СССР том 3 Северный край» – Л.: Гидрометеоиздат, 1972, с 26-34, 258.

5. Константинов А. Р. Испарение в природе / А. Р. Константинов. – Л.: Гидрометеоиздат, 1968. – 532 с.

6. Малинина Т.И. Гидрология озер Воже и Лача. Л., «Наука», 1979. – 287 с.

7. Указания по расчету испарения с поверхности водоемов. Л.: Гидрометеоиздат, 1969. – 83 с.

Дата добавления: 2015-09-07