基于蒸渗仪和解析法估算毛乌素沙地潜水蒸发量

摘要

地下水蒸发是旱区地下水均衡计算中重要的排泄项之一.由于包气带水分运移高度非线性且大气—地表界面动力学过程复杂,估算潜水蒸发量一直是地下水资源评价的难题之一.利用内蒙古乌审旗河南乡均衡试验场E601型蒸渗仪,建立了毛乌素沙地水面蒸发及4种典型岩性(风化砂岩K1、萨拉乌苏组砂Qpal+l、砂质壤土 Qhl、风积沙Qheol)的饱和土蒸发原位试验,结合长期观测获取的大量数据,开展了地下水蒸发与水面蒸发、埋深的关系和地下水蒸发量计算方法研究.结果表明:(1)4种典型岩性(风化砂岩、萨拉乌苏组砂、砂质壤土、风积沙)饱和蒸发量与水面蒸发量比值分别为0.60,0.77,0.47,0.88,表明不同岩性的饱和裸土的蒸发强度不等于自由水面的蒸发强度;实际计算裸土蒸发强度时,不能以自由水面蒸发强度作为参考点,如果运用,必须校正.(2)利用蒸渗仪观测数据和土壤水运动方程稳态解析解,获得4种典型岩性(风化砂岩、萨拉乌苏组砂、砂质壤土、风积沙)潜水稳定蒸发计算的关键经验系数c,分别为628 932.63,165 058.71,48 948.21,1 525 104.031 m-2.(3)利用稳定蒸发公式确定鄂尔多斯盆地风沙滩区四种典型包气带岩性(风化砂岩、萨拉乌苏组砂、砂质壤土、风积沙)潜水极限蒸发深度约为60 cm,结果得到了室内非稳态蒸发试验的佐证,为研究区水资源评价提供了重要的参数依据.