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1 引言

流域蒸散量是流域水循環(huán)過程中重要的一環(huán)，流域?qū)嶋H蒸散量的研究更是流域水循環(huán)研究不可或缺的部分，它關(guān)聯(lián)著地氣系統(tǒng)的物質(zhì)與能量交換，影響著對區(qū)域氣候變化的預測，同時其變化又反映著區(qū)域生態(tài)與環(huán)境的改變。但由于其影響因素復雜，受實測資料少等客觀條件的影響，流域蒸散量的研究仍顯不足。

2 觀測系統(tǒng)設計

2.1 目標

ENVIdata-SFL流域?qū)嶋H蒸散量數(shù)字網(wǎng)絡化原位測定系統(tǒng)主要基于流域的區(qū)域性特點，沿流域上中下游合理布設觀測點，通過原狀土柱挖取工具，快速便捷地將不銹鋼柱體埋設于觀測點；并沿土體剖面安裝土壤水溫、土壤水勢傳感器，以實時監(jiān)測土體剖面不同深度的水分水勢變化情況；埋設于柱體外的參比水勢傳感器確保柱體內(nèi)外水勢控制一致；底部的高精度稱重系統(tǒng)，實時稱量土柱的重量變化，從而用于精確計算柱體的實際蒸發(fā)散。測量結(jié)果自動存儲在數(shù)據(jù)采集器中，通過內(nèi)置的無線傳輸單元和數(shù)字化網(wǎng)絡實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程傳輸及中心化分析處理，為外推和估算流域?qū)嶋H蒸散量、也可為基于遙感觀測數(shù)據(jù)估算流域蒸散量方法的反演與驗證提供精確可靠的基礎依據(jù)。

2.2 觀測/采樣點布設

在流域的上中下游各選取具有代表性的3個典型區(qū)域作為觀測點，安裝實際蒸散量實地測定單元，必要時可在流域3個觀測點之間增加2個補充觀測點。觀測點數(shù)目，根據(jù)研究的目的和需要進行調(diào)整。觀測點的選取要盡可能照顧到氣象地形、地貌。

2.4 觀測指標

降雨量、滲透水量、土壤含水量、實地蒸發(fā)散量

2.5 觀測系統(tǒng)組成

ENVIdata-SFL流域?qū)嶋H蒸散量數(shù)字網(wǎng)絡化原位測定系統(tǒng)由底部帶有水勢控制系統(tǒng)的不銹鋼土柱罐體、土壤水溫水勢傳感器、高精度稱重單元、帶有無線傳輸功能的數(shù)據(jù)采集器、供電單元和野外原位安裝防護套件共同組成。

3 數(shù)據(jù)處理

通過電纜或網(wǎng)線連接蒸滲儀的數(shù)據(jù)采集器和PC后可下載數(shù)據(jù)。蒸滲儀各參數(shù)計算如下：

1） 蒸散量

ΔS= W₄－W₃

式中：ΔS ——蒸散量，換算成mm；W₄ ——終點時間的柱體重量，g；W₃ ——開始時間的柱體重量，g。

同時也可以根據(jù)以下水量平衡監(jiān)測數(shù)據(jù)，進行修正計算。

2） 水量平衡計算實際蒸散量

P—Sw—ET—ΔM=0

P—降雨量，Sw—滲透水量，ΔM—土壤含水量變化

3） 降雨量

P=W₂－W₁

式中：P——降雨量，g；W₂ ——結(jié)束時間的柱體重量，g；W₁——開始時間的柱體重量，g。

4） 滲透水量

Sw=S₂－S₁

式中：Sw——滲透水量，g；S₂ ——結(jié)束時間的排水桶重量，g；W₁——開始時間的排水桶重量，g。

5） 土壤持水量

將土壤剖面土壤含水量，輸入MLog 軟件，可得到任意土體的持水量ΔM。