漳河流域潛在蒸發量時空變化特征

王從余

（山西萬家寨水控水資源有限公司，山西太原030024）

近50 a 來，漳河流域水循環特征發生較大變化，地表徑流量和地下水資源量均呈下降趨勢[1]，人類活動和氣候變化均使流域水循環發生變化的重要原因[2-3]。蒸散發是大氣動力循環的重要驅動力，是自然界水循環的基本環節[4]。由蒸散發和降雨、徑流形成的水循環，共同影響著區域水資源量、地表熱量平衡及氣候環境。另外，空氣中水汽的增長會導致氣溫的上升，溫室效應加劇[5]。因此，研究潛在蒸發量時空變化，對理清區域水資源演變規律及氣候變化原因有一定作用。

1 研究區概況

漳河流域位于山西省東南部，流域面積1.82 萬km2，其中山西省境內1.16 萬km2，各縣區多年平均降水量在500～1 700 mm，主要集中在6 ～9月份，各縣市區的年平均氣溫在6.1～13.8 ℃之間。氣候為大陸性季風氣候，表現為四季分明，雨熱同步，春季溫度多變，夏季氣候濕潤，秋季氣溫偏低，冬季少雪干燥。流域上游分為濁漳河與清漳河，兩河匯集后，流至下游時被稱為南運河，其中，濁漳河的南源在山西境內長期沖擊、不斷侵蝕，最終形成了長治盆地，其間地面起伏，河流交錯，地下水資源富足，還包括屯絳、漳澤等幾大水庫，為華北地區屈指可數的富水區之一[6]。

2 數據來源及研究方法

本研究所用的氣象數據主要包括流域內各縣區最高氣溫、最低氣溫、相對濕度、風速、日照時數等，均引自中國氣象數據網（http：//cdc.cma.gov.cn）。采用聯合國糧農組織FAO56 計算公式獲得參考作物蒸發蒸騰量（ET0）。計算公式如下：

式中：Rn為地表凈輻射，MJ·m-2；G為土壤熱通量，MJ·m-2；T為2 m 高處平均氣溫，℃；U2為2 m 高處風速，m·s-1；es為飽和水氣壓，kPa；ea為實際水氣壓，kPa；Δ 為飽和水氣壓曲線斜率，kPa℃-1；γ 為干濕表常數，kPa.℃-1。

3 結果與分析

3.1 時間演變特征

由1961-2010年漳河流域內22 個縣（市、區）最高氣溫、最低氣溫、相對濕度、風速及輻射氣象數據，采用公式（1）得到流域內各縣（市、區）潛在蒸發量，采用算術平均得到流域近50 a 潛在蒸發量演變圖（圖1）。近50 a 來研究區潛在蒸發量呈明顯的上升趨勢，由圖1（a）可以看出，近50 a 研究區風速呈下降趨勢，與潛在蒸發量呈負相關關系；由圖1（b）可以看出，近50 a 來，研究區氣溫呈上升趨勢，與潛在蒸發量呈正相關關系；由圖1（c）可以看出，近50 a來，研究區相對濕度呈下降趨勢，與潛在蒸發量呈負相關關系。

圖1 潛在蒸發量與氣象因子對比關系圖

3.2 空間特征

圖2 為漳河流域22 個市縣級地區的50 a 平均蒸發量空間分布變化特征圖。

圖2 潛在蒸發量空間特征

由圖可見，研究區潛在蒸發量在815.05～982.86mm之間。總體呈現出東北部低，西南部高的特點，東北部地區的和順縣、左權縣和涉縣等地區在810～880 mm之間，中部地區的襄垣縣、潞城縣、黎城縣、平順縣和壺關縣等在880～920 mm 之間，西南部地區屯留縣、長子縣、沁縣、長治縣和榆社縣等地區于920 mm。整個流域中，和順縣的多年平均蒸發量最小，為815.05 mm，沁縣最高，達982.859 mm，兩縣相差約170 mm。

4 結論

基于漳河流域22 個縣（市）氣象數據，采用聯合國糧農組織推薦的彭曼公式及ArcGIS 空間分析等方法，分析了研究區潛在蒸發量時空變化特征。（1）近50 a 來，研究區潛在蒸發量呈顯著上升趨勢，且與氣溫呈正相關關系，與相對濕度和風速呈負相關關系；（2）研究區潛在蒸發量空間上呈現自西南向東北逐漸降低的特點，東北部和順縣最低，為815.05 mm，西南部沁縣最高，為982.859 mm。