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[科普中国]-地下水蒸发

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地下水蒸发(Evaporation of groundwater)指地下水借土壤毛管的作用,一部分以土壤蒸发的方式进入大气,另一部分通过植物散发。如果地下水位很浅且岩土的空隙较大, 则地下水可直接蒸发。地下水蒸发一直是水文地质研究领域中的重点研究对象。影响地下水蒸发的因素主要有: 气候因素、土壤、埋深和植被情况等。

释义地下水蒸发(Evaporation of groundwater)指地下水借土壤毛管的作用,一部分以土壤蒸发的方式进入大气,另一部分通过植物散发。如果地下水位很浅且岩土的空隙较大, 则地下水可直接蒸发。地下水蒸发一直是水文地质研究领域中的重点研究对象。1

影响因素影响地下水蒸发的因素主要有: 气候因素、土壤、埋深和植被情况等。

1、当气温高、 风速大和湿度小时, 易于形成蒸发条件, 故地下水蒸发大;反之则小;

2、在土质粘重的地区, 由于土壤透水能力差, 地下水蒸发小。在沙性土地区, 土壤透水能力较强, 地下水蒸发较大;

3、地下水蒸发随地下水埋深的增加而减小。在埋深较浅处,毛管水可以到达地面, 蒸发迅速, 地下水蒸发大。埋深增大到一定的深度, 地下水停止蒸发。 停止蒸发的最小埋深称为极限埋深。 其值的大小主要受土质和植被影响;

4、不同作物其根系吸水能力和需水量不同,地下水蒸发也因之不同。 裸露地面, 无作物生长,地下水蒸发小。作物覆盖地面的密度较大, 地下水蒸发也大。 地下水蒸发还随着作物的生长期而变化。1

蒸发量的计算如何量化地下水蒸发量,迄今为止仍是一个水文地质研究领域中的难题。研究者通过分析土壤水中18O同位素在包气带中之间的垂向分布特征,可量化地下水蒸发量,分析陆面最大蒸发量与地下水埋深之间的关系。具体计算公式为:

其中E为地下水蒸发量,m/a;θ为土壤含水率;f为曲率;D为液态水的自扩散系数;m2/s;α为衰减长度,n为土壤孔隙率;Dv为空气中水蒸气的扩散系数,m2/s;ρ为水的密度,kg/m3;ρsat为饱和水蒸气的密度,kg/m3。2

本词条内容贡献者为:

郭亮 - 副教授 - 中国海洋大学