книги из ГПНТБ / Гвахария, В. К. Испарение с водной поверхности водоемов Кавказа

чае настолько мал в сравнении с объемом притекающей и оттекающей воды, что полностью может уложиться в допус­

недопустимо. В этом случае Г. С. Метревели испарение было подсчитано по известной формуле А. П. Браславского и 3. А.

вычайно примитивно: оно состоит лишь из трех членов для

20

ны: убыль будет соответствовать испарению, а прибыль, как правило, конденсации1 .

Первые попытки определения испарения с помощью сосудов-испарителей, относятся к последним десятилетиям прошлого века. В 1880—1890 годах начинается более или менее широкое применение чаш-испарителей (эвапорометров) Внльда. В силу малого количества воды в них, а также ис­ кусственных условий, создаваемых вокруг испарителей ме­ теорологическими будками (затененность, 'Непродуваемость и т. д.), показания испарителей Вильда были весьма дале­ кими от фактических.

не меняется и принцип их работы вполне современен и пов­ торяется в ГГИ—3000, будь они установлены на суше либо на воде.

Сеть испарителей, разбросанных на территории Совет­ ского Союза, довольно обширна: около 300 малых испаромеров (ГГИ—3000) и свыше 60 испарительных бассейнов с площадью 20-кваідратных метров и более (имеется несколь­ ко испарителей с S = 100 м2 ) составляют основную сеть, на­ ходящуюся в ведении ГУГМС. Кроме этого, существует зна­ чительное число испарительных установок, находящихся в ведении других организаций, заинтересованных в определе­ нии величин испарения на тех или иных конкретных объек­ тах. Большинство испарителей ведомственного подчинения

21

Как говорилось выше, большое различие в метеорологи­ ческих, аэродинамических и водно-термических условиях в районе берегового испарителя и непосредственно над водое­ мом, не дает возможности использовать показания берегово­ го испарителя для подсчета 'испарения с водоема непосред­ ственно. В показания береговых установок следует вводить соответствующие коррективы в виде поправочных коэффи­ циентов Къ, Ks, указанных в главе VI настоящего труда.

Сложнее обстоит дело с испаромерамн ГПТ—3000, в по­ казания которых приходится вводить редукционные коэф­ фициенты, величина которых сильно колеблется как во вре­ мени, так и в пространстве и который зависит от многих фак­ торов. Главными из «их являются климатические условия, широтное и высотное положение испарителя, а также время года.

3. Метод теплового баланса

Закон сохранения энергии указывает, что в какой-то точке пространства приходная часть тепла должна быть рав­ ной расходной части в •многолетнем разрезе времени. За (отдельные годы, .сезоны или более короткие промежутки времени тепловой баланс в данной точке может быть поло­ жительным, т. е. может происходить накопление тепла, или отрицательным, т. е. может происходить выхолаживание.

его решения следует определить радиационный баланс, ве­ личину теплообмена с атмосферой и с нижележащими слоями.

В настоящее время существует ряд приемов для опре­ деления радиационного баланса водной поверхности водое­ ма, т. е. приходной часта уравнения теплового баланса

23

Для окончательного решения данной формулы следует рассчитать величину теплообмена с нижележащими слоями воды (В).

Расчет величины В по зависимости

тепла на испарение в этом уравнении1 во много раз (в сред­ нем в 50) больше, за счет высокого значения величины скры­ той теплоты испарения», тогда, как абсолютная величина ис­ парения может оказаться соизмеримой- с полрешностью из ­ мерения элементов водного баланса, при: определении испа­ рения этим последним методом.

25-

•А. Метод турбулентной диффузии

Метод исходит из предположения, что вся влага, испа­ рившаяся с подстилающей поверхности, отводится от послед­ ней лишь вертикально, за счет турбулентной диффузии па­

духа.

А. Р. Константинов [32] считает, что данная формула не точно описывает процесс испарения при турбулентной диф­ фузии и предлагает ввести в формулу (12) дополнительный •множитель ае , который, по автору, учитывает различие «эф­ фективного» и среднего значения градиента влажности и влияние архимедовых сил на интенсивность вертикального обмена воздушных масс. Тогда формула (12) принимает

.следующий вид:

.Для расчета а е предлагается зависимость следующего вида

где Ri—число Ричардсона, а Z0—.шероховатость подстилающей поверхности.

построенную на основе теории Прандтля-Каірімана, которая имеет следующий вид:

dz

где х —• безразмерная постоянная н, по данным Никурадзе, равна 0,38. По исследованиям А. Р. Константинова, для рав­ новесных условий атмосферы значение х совпадает с вели­ чиной, полученной Никурадзе для гладких труб.

Складывается впечатление, что формула (13) указывает наиболее простой путь для определения величины испарения. Однако при близком рассмотрении становится ясным, что современные методы определения К и ас , вернее методы измерения метеоэлементов, входящих в расчетные формулы (14) и (17), we являются настолько совершенными, чтобы обеспечить приемлемую точность рассчитываемого испаре­ ния.

5. Метод эмпирических формул

Попытки рассчитать испарение с помощью формул, в которые входят гидрометеорологические факторы, обусло­ вливающие испарение в природе, предпринимались неодно­ кратно.

В настоящее еремя формулы именно этого вида явля­ ются наиболее распространенными и расчеты испарения с водных объектов ведутся, в основном с их помощью.

27

.отсутствий ветра й разности упругости водяного пара равной •единице, соответствует тому переносу водяного пара с ис­ паряющей поверхности, который происходит в результате подъема вверх масс воздуха, принявших -испарившуюся вла­ гу и оказавшихся поэтому более легкими, чем вышерасполо­ женные более сухие массы. Коэффициент В учитывает влия­ ние динамической турбулентности на испарение» [24].

Ряд авторов не соглашается с таким объяснением физи­ ческой сути параметров А и В, в особенности параметра А [64]. Однако, доводы М. П. Тимофеева против приводимого выше пояснения врвд-ли являются убедительными. Ссылка на несовпадение показаний скорости ветра по анемометру и

Б. Д. Зайкова, Браславского—Викулиной и др., составленные по материалам «равнинных» испарителей, дают весьма близ­ кие между собой значения параметров А и В, тогда как зна­ чение тех же параметров в формулах, составленных по гор­ ным странам, группируются вместе (формулы В. К. Давы­ дова, О. Й. Халатяна, В. К- Гвахария). Для объяснения этото явления следует, очевидно, провести более углубленное исследование.

Существуют эмпирические формулы, в которых разность ео—е20о заменена дефицитом влажности воздуха D (формулы В. К- Давыдова, Б. Д. Зайшва и др.). Однако, использова­

29