Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
7.26 Mб
Скачать

Для подтверждения надежности; предлагаемой формулы, следует полученные .с ее помощью величины 'сопоставить с. рассчитанными иными методами величинами испарения.

Таблица б

Сопоставление рассчитанных, по разным формулам и фактического

 

 

 

 

испарений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е'

мм/сутки, рассчитанные

- -а-

 

 

 

 

 

 

 

 

Отклонение

в %

 

 

 

 

по формулам

 

 

 

Испарительные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

бассейны

 

 

 

 

 

ічес

 

 

 

 

 

 

 

28

29

33

34

35

н

28

29

33

34

35

 

 

 

 

 

 

•§•

 

 

 

 

-0,0.

 

Намохвани

2.7

1.5

1,4

2,0

2.3

2.2

2,3

—32

—36

5

Хуберн

2,8

1,9

1,9

2,3

2.5

2,3

1.2

—17 —17

9

Ахалсопели

3,2

2,5

2,5

2,7

2,9

3,3

3 —24 —24

- 1 8

- 1 2

Орбелн

3.5

1,8

1,6

2,5

2.9

3,0

 

17 —40

- 4 7

- 1 7

— 3

Шаори

3,2

2,0

2,0

2,6

2.8

3,2

0.0

—37 —37 - 1 9

—13

ХрамГЭС

3,0

2,6

2 2

2,7

2,8

2.8

 

7 — 7

—22 — 4

0,0

Казбеги

3,3

2.8

2,8

3,0

3,0

3.4

3 —18

—18 - 1 2

- 1 2

Паравани

4,1

3,9

4.0

3,9

3.9

3,8

 

8

3

5

5

3

Севан-остров

4,6

4,9

5,0

4,5

4,4

4,3

 

7

14

16

5

2

Каневская

4/6

3,6

3,3

3,9

4.1

3.4

 

35

6

— 3

15

21

Прикумск

4,8

4,3

4,2

4,4

4.7

4,2

 

14

2

0

5

12

 

 

 

 

Средний

 

11

- 1 4

—17

 

1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

На озере Севан А. М. Мхитаряном определялось 'испаре­ ние тремя методами: методом эмпирических формул, турбу­ лентной диффузии и теплового баланса. Полученные резуль­ таты подтверждены водным балансом озера Севан. Все чле­ ны баланса определялись непосредственным измерением.

Годовой слой испарения с поверхности озера Севан, по Мхитаряну, равен: а) 762 миллиметрам, подсчитанным по эм­ пирическим формулам (методом испарителей, как называет этот метод автор); б) 760 миллиметрам, по турбулентной диффузии и в) 740—800 миллиметрам по тепловому балан­ су.

Слой испарившейся воды в 765 мм (средний из первых двух) подтвержден водным балансом озера. В таблице 7, приводятся числовые величины элементов баланса, заим­ ствованные из [43]..

50

Т а б л и ц а 7

Водныіі баланс озера Севан за 1927—1958 гг. в мм слоя

П р il X о д

 

 

 

 

Р а с х о д

 

осадки на

 

 

 

 

сток (по­

 

 

и т о г о

 

испарение

верх. 4-под-

 

приток

зеркале

 

и т о г о

 

 

 

 

 

 

земн.)

 

 

513

347

860

 

765

 

95

 

860

Таким

образом,

водный

баланс

озера Севан

оказался

полностью

замкнутым, и величина

испарения,

полученная

независимо от него,

оказалась

подтвержденной

и

балансо­

вым уравнением.

 

 

 

 

 

 

 

Однако, как известно,

в

последнее

время

утвердилось

мнение о том, что величина измеренных осадков не отобра­ жает действительную «аіртину, и осадки, выпадающие фак­ тически, значительно выше измеренных. В настоящее время введен целый рад поправочных коэффициентов, имеющих назначение подвести измеренные значения осадков под фак­ тические [59].

Величина, поправочных коэффициентов колеблется в весьма широких пределах — например, для метеостанций, расположенных в районе озера Севан, суммарная поправка меняется от 16% (Норатус, Шюржа), до 23% (Севан — озерная ГМО и Севан ГМС). Составители вышеприведенно­ го баланса не вносили этих поправок в свои расчеты, по­ скольку .в то время, когда составлялся указанный баланс, поправки такого характера не применялись2 .

Если

подойти к

балансу озера Севан с современной точ­

ки зрения

то после

внесения поправки в величину выпавших

на зеркале осадков, получим, что означенный (баланс имеет

довольно

значительную

невязку.

 

 

 

Примем среднюю для озера Севан

поправку —

равную

 

2 Г. А.

А л е к с а н д р и и

— автор главы III в [43], в которой описа­

ны

методы

определения осадков на зеркале озера, прямо указывает на

то,

что им

были отвергнуты

всякие поправки

к измеренным

величинам

осадков-

51

(16% + 23%) :2 = 20%, тогда величина выпавших на по­ верхность озера осадков будет равна:

347 мм+(0,2X347) = 416 мм

подставив эту величину в балансовое уравнение и решив ее относительно испарения, получим, что с зеркала озера Се­ ван в среднем за многолетие доліжно .испаряться:'

£ = (513+416)-95 = 834 мм.

Сопоставляя полученную по балансу величину испаре­ ния с рассчитанными разными формулами величинами, по­ лучаем 'следующую картину:

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

8

Сопоставление рассчитанного

по разным формулам

слоя испарения

 

 

с испарением,

полученным по балансу

 

 

 

 

Слой испарившейся воды в мм

 

 

по

по

по

по

по ба­

отклонение в % от балансовой

 

 

 

 

ф-ле

ф-ле

ф-ле

ф-ле

 

 

 

 

31

28

29

35

лансу

31

28

29

35

765

855

850

856

834

- 8 . 3

+2,5

- 1 . 9

+2,6

Формула А. М. Мхитаряна занижает величину испарения на

8,3%, а остальные завысили ее примерно

на 2,0—2,5 про­

цента.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Следует отметить, что величины испарения,

рассчитан­

ные по формулам

(28), (29)

и (31) взяты из [43], а расчет по

(35)

произведен

на основе

материала,

помещенного

в

той

же монографии, т. е. данных, легших в основу

расчета

по

формуле

(31).

 

 

 

 

 

 

 

 

Сравнение величин испарения, подсчитанных

по

балан­

су озера

Севан и по формуле (35), говорит

о приемлемости

этой формулы в качестве расчетной для определения

испаре­

ния

с водной поверхности водоемов Кавказа3 .

 

 

 

 

Не меньший

интерес имеет также

проверка

формулы

3

В работе [46], вышедшей в свет в 1970 г., А. М. Мхитарян

повторя­

ет ту же схему баланса почти без

изменения —

количество

осадков

дает

равным 346 мм, а испарение несколько повышено

— до 780

мм (см. табл.

20а в цитируемой менографии).

 

 

 

 

 

 

52

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(35) на пригодность ее для расчета испарения за отдельные месяцы. В таблице 9 сопоставлены .месячные величины ис­ парения, рассчитанные по -формуле (35), с .•фактическими.

Как видно из таблицы, рассчитанные величины месяч­ ного испарения отклоняются от наблюденных в разные сто­

роны и само отклонение достигает в отдельных

случаях зна­

чительной величины: до минус 37 процентов

(Ахалсопели,

декабрь) ; основная же часть отклонений не выходит за пре­ делы ± 10%.

Малый процент отклонения вовсе не указывает на не­ значительность расхождения абсолютных величин наблюден­

ного и

рассчитанного

испарения:

само собой

разумеется,

что

одному проценту

отклонения,

например,

августа

меся­

ца

— периода

наиболее интенсивного испарения, не

может

соответствовать

абсолютное

значение декабрьского или ян-

варьского

процента.

 

 

 

 

 

 

Ниже

в таблице

10 нами

произведено сопоставление от­

клонений

месячных величин

испарения р),

рассчитанных

по

разным

формулам

с фактическим (£ф), для той же пло­

щадки

Намюхвани.

 

 

 

 

 

Как видно из таблицы, отклонения рассчитанных меся­ чных значений Еѵ от фактических достигает больших раз­ меров при расчете по формулам (29) и (33) — отклонения в течение всего года колеблются в пределах 20—108 процентов, а по остальным формулам диапазон изменения лежит в пре­ делах от 32% до 45%. Весьма мал процент отклонения при расчете по формуле (35) — от 19% до 45%.

Если рассмотреть период наиболее интенсивного испа­ рения — от апреля по сентябрь включительно, то за этот пе­

риод по

формуле

(28)

получается

завышение

испарения на

12—32

процентов,

по

формуле

(29)

от 24%

до 60%; по

формуле

(33) — от 39% до 67%; по

(34) — от 13% ДО

28% и по (35) — от 1%' до 19%). Наилучшие результаты для подсчета испарения периода наиболее интенсивного испаре­ ния получены по формулам (34) и (35); наихудшие — по

(29)и (33).

•Все,

оказанное

выше, дает право сделать

заключение,

что расчеты

испарения как среднегодового,

так и

средне­

месячного

с

водной

поверхности водоемов Кавказа

(за ис-

53

2

с

сСтанция

s

1 2

1 Намохвани

2Xубери

3Ахалсопелн

4Орбели

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

9

Сопоставление месячных

величин

рассчитанного и фактического Е'

мм/сутки

 

 

 

 

 

 

 

 

Испарение

в мм

и „К"

 

 

 

 

 

 

1

11

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XU

сезон

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

 

1,0

1,1

1,5

2,1

3.2

3,3

з . з

3,4

2,7

1,9

1,3

1,0

2,2

 

0,8

1.1

1,4

2,1

3,2

3,9

4,1

4,0

3,0

2,0

0,7

2,3

0,8

1.0

0,93

1,0

1,0

1,18

1,24

1,18

1,11

1,05

0,85

0,7

1,04

 

0,9

0,8

1,4

2.3

3,3

3,6

3,9

3,7

2,8

2,2

1,6

1,1

2,3

 

0,9

0,7

1.2

2,2

3,2

4,2

4,6

4,7

3,4

2,3

1,4

0,8

2,5

К

1,0

0,87

0,8ь

0,90

0,97

1,17

1,18

1,27

1,21

1,05

0,88

0,73

1,08

 

 

 

2,2

3,0

4,2

4,0

4,2

4,4

3,9

2,9

2,5

1,9

3,3

 

 

 

1,5

2,2

3,8

3,8

3,8

4,0

3,9

2,7

1,9

1,2

2,9

 

 

O.fS

0,73

0,91

0,95

0,91

0,91

1,0

0,93

0,7(з

0,63

0,88

 

 

 

 

2.1

3,4

3,8

4,4

4,2

3,2

2,1

1,0

 

3,0

 

 

 

 

1,0

2,9

3,9

4,2

3,8

3,2

2,2

1,2

 

2,9

 

 

 

0,-9

0,86

1,03

0,96

0,91

1.0

1,05

1,2

 

0,97

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение

 

1

2

3

4

5

О

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

5

Шаори

 

 

 

 

2,9

3,6

4,1

4,1

3,0

1,6

 

 

3,2

 

 

 

 

 

 

2,4

3.2

3,5

3,4

2,6

1,6

 

 

2,8

 

 

Еѵ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,83

0,89

0,85

0,83

0,87

1,0

 

 

0,8і

 

 

К

 

 

 

 

 

 

6

ХрамГЭС

 

 

 

 

 

2,8

3,4

3,9

3,8

2,6

1,9

1,05

 

2,8

 

 

Е

 

 

 

 

2.4

3,4

3,8

3,6

2,8

2,0

1,1

 

2,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,95

1,08

 

 

 

 

 

 

К

 

 

 

 

0,89

1,0

0,98

1,05

1 ,05

 

1,0

7

Казбеги

 

 

 

 

 

 

3.8

3,6

3,4

2,9

 

 

 

3,4

 

 

Е'Р

 

 

 

 

 

3,6

3,4

2,8

2,4

 

 

 

3,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к

 

 

 

 

 

0,9о

0,95

0,82

0,83

 

 

 

0,8!

8

Паравани

 

 

 

 

 

3,05

3,5

4,2

4,4

3,3

 

 

 

3,8

 

 

Е Р

 

 

 

 

3,00

3,7

4,8

4,6

3,4

 

 

 

3,9

 

 

к

 

 

 

 

0,99

1,05

1,14

1,04

1,03

 

 

 

1,0

9

Севаи-остров

%

 

 

 

 

3,2

4,3

5,5

5,5

4,3

2,8

 

 

4,3

 

 

К

 

 

 

 

3,3

4,7

5,7

5,7

4,4

2,6

 

 

4,4

 

 

к

 

 

 

 

1,03

1,09

1,04

1,04

1,02

0,93

 

 

1,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

 

10

Каневская

 

 

 

 

2,5

3,8

4,0

5,5

4,5

3,6

2,3

1,1

 

3,4

 

£

Р

 

 

 

2,7

4,5

5,3

6,9

5,7

4,4

2,3

1,1

 

• 4,1

 

К

 

 

 

1,08

1 ,18

1,32

1,25

1,27

1,22

1,0

1,0

 

1

,21

11

Прнкумск

 

 

 

 

2,5

4,6

5,8

6,6

6,2

4,3

2,2

1,0

 

4,2

 

£

Р

 

 

 

2,7

4,9

6,3

7,3

6,7

4,4

2,4

0,9

 

4,7

 

 

 

 

 

 

1,08

1,11

1,08

1,02

1,09

0,9

 

1,12

 

К

 

 

 

1,08

1,06

 

П р и м е ч а н и е : ^ — фактическое

(наблюденное)

 

испарение

мм/сутки;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ер —рассчитанное

по

(35),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ С = - т -

ключением равнин Предкавказья), следует производить4 по' построенной нами формуле (35); возможно также примене­ ние форімулы О. И. Халатяна, дающей несколько более за-

вышенные

(либо

более заниженные)

 

результаты,

 

чем

фор­

мула,

предлагаемая

нами

(см. табл.

10). Что

касается рав--

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

10

 

 

Расчет

месячного

испарения

Е'

по

разным

формулам

и

отклонение

 

рассчитанных величин

от фактических по

испарительной

площадке

 

 

 

 

 

 

 

Намохвани

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Испарение

фактическое и

 

Отклонение

рассчитанных

 

 

 

• рассчитанное

по формулам

 

 

 

 

в %

 

 

 

 

.Месяцы

28

29

33

34

35

 

28

 

29

 

33

 

34

35

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

0,95

0,64

0,60

0,76

0,83

1.0

5 —

36

40

—24

—17

и

 

1,27

0,92

0,8ö

1,05

1,13

1,1

 

13

20

25

+

4

 

3

Ш

 

1,57

1,04

0,97

1,25

1,36

1,5

 

4 —

44

55

- 2 0

—10

IV

 

2,39

1.31

1.40

1,86

2,07

2,1

 

12

60

50

—13

1

V

 

3,72

2,12

1,92

2,80

3,16

3,2

 

14 —

51

67

—14

1

VI

 

4,60

2,61

2,3b

3,45

3,90

3,3

 

32

26

40

 

4

 

15

VII

 

4,86

2,66

2,38

3,58

4,10

3,3

 

32

— 24 — 39

 

28

 

19

VIII

 

4,80

2,62

2,34

3,52

4,04

3,4

 

29

29

45

 

3

 

16

IX

 

3,58

1,94

1,74

2,62

3.01

2,7

 

25

39

55

3

 

10

X

 

2,29

1.30

1,19

1,72

1,95

1,9

 

18 —

46

59

—10

 

2

XI

 

1,24

0,73

0,67

0,94

1,06

1.3

5 —

78

94

- 3 8

—22

XII

 

:0,79

0,50

0,48

0,63

0,69

1,0

—27

—100

—108

—59

—45

Ср. за

год

2,72

1,37

1,40

2,02

2,27

2,15

 

12 —

46

56

—12

—2,6

нинной

части Предкавказья,

являющейся

какбы

 

естествен­

ным продолжением равнинной части Европейской территории

Союза,

то по

ней

наилучшие результаты

дает формула

Б. Д.

Зайкова

(29),

и затем формула А. М.

Мхитаряна (33).-

ГЛАВА V

АНАЛИЗ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ИСПАРЕНИЕ С ВОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ НА ТЕРРИТОРИИ КАВКАЗА

Для

расчета

испарения с поверхности водоемов нами,

как было

сказано

выше, применяется метод

эмпирических-

формул

и

метод

испарителей. К сожалению,

отсутствие со-

57

ответствующего -материала не дало возможности применить хотя бы для контрольных подсчетов и другие методы (тепло­ вого баланса, турбулентной диффузии и др.), являющиеся более сложными чем первые два, но более надежными.

Как видно из -формулы (35), для подсчета испарения с ее помощью требуется значение абсолютной влажности .воз­ духа на высоте 200 см 2 оо) насыщающей влажности, рас­ считанной по температуре испаряющей поверхности е0 и ско­

рости ветра на

высоте

200 ом (ш2оо). Для

существующих

водоемов эти метеорологические элементы измеряются

пу­

тем наблюдений

либо

непосредственно над

водоемом

(на

плавучих испарителях — плотах, на рейде, у берега и т. д.), ~тибо в нескольких прибрежных точках, с дальнейшим ос­ реднением данных, полученных ,в этих пунктах.

Что касается расчета испарения с будущих, проектируе­ мых водохранилищ или с существующих, «о не изученных тидрометеоролопи.чески, тут .вопрос осложняется отсутствием исходных величин. При таком положении дел для решения неотложных задач обычно обращаются к методу испари­ телей, устанавливая таковые в районе будущего водохрани­ лища или на 'берегу интересующего водоема.

Избежать столь медленный и дорогой путь определения испарения с поверхности водоемов можно, обобщив сущест­ вующие материалы наблюдения над испарением и выявив •закономерности распределения регламентирующих испаре­ ние гидрометеорологических элементов по территории.

Как говорилось выше, испарительная сеть на изучаемой территорий не очень густа и к тому же оборудована в ос­ новном испарителями ГГИ—3000, показания которых нуж­ даются в значительных поправках. Величина этих поправок зависит от многих факторов и сам характер их в условиях торной страны весьма слабо изучен.

Слабая изученность Кавказа с точки зрения испарения с водной поверхности как бы компенсируется более или менее удовлетворительным изучением гидрометеорологических эле­ ментов, входящих в расчетные формулы типа (35).

Одна часть этих элементов — абсолютная влажность воздуха на высоте 200 см и ветер — измеряются регулярно ш на .довольно (большом количестве метеорологических стан-

58

,ций и постов, разбросанных на территории Кавказа. Правда, скорость ветра на этих пунктах наблюдений измеряется -обычно на высоте флюгера, но после известной обработки на ее основе можно определить .значение ветра для требуемой высоты.

Несравненно сложнее обстоит дело с определением тем­ пературы поверхности испаряющего тела — воды. Измере­ ние этого элемента ведется лишь на некоторых водоемах и

зависит

от такого большого количества аргументов, что бо­

лее или

менее точный -ее расчет связан с целым рядом труд­

ностей.

 

Особенно усложняется определение і@ в горных странах, где к трудностям, присущим этой операции в равнинных об­ ластях, прибавляется ряд специфических — закрытость го­ ризонта высокими горами, что вызывает резкое сокращение продолжительности солнечного дня, характер господствую­ щего ветра (фен, горно-долинный ветер и т. д.) и связанное с этим температурное состояние воздушных масс, соприкасаю­ щихся с водной поверхностью и передающих тепло воде; про­ исхождение впадающих в водоем вод — грунтовые, леднико­

вые или дождевые — .и связанная с этим начальная

темпе­

ратура водоема и т. д.

е0 явилась одной из

 

Сложность определения

причин

поиска иных путей подсчета

испарения.

 

В. К. Давыдов, Б. Д . Зайков я другие предлагают, на­ пример, подсчитывать испарение с водной поверхности с по­ мощью дефицита влажности полагая, что он связан с раз­

ностью упругѳстей паров е0—е210 следующим

образом:

 

(36)

где с — коэффициент гфіопорціидаальностн,

a n — степень,

имеющая значение меньше единицы. Формула Б. Д . Зайкова

данного типа, например, имеет следующий

вид:

E=ncDSri«(l+0,851Fl o e ).

(37)

Формула В. К. Давыдова сходна с данной.

•Формула, которой пользовался Н. Н. Иванов имеет следую­

щий вид:

 

£„ = 0,0018 (25 + g » (lOO-д),

(38)

 

59

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ