蒸发计算

蒸发速率计算公式

蒸发速率是一个在物理学、化学以及相关领域中经常会遇到的概念。简单来说，蒸发速率就是指单位时间内从液体表面蒸发出去的物质的量。那怎么计算这个蒸发速率呢？这可得好好说道说道。

咱先来说说蒸发速率的计算公式。一般情况下，蒸发速率可以用以下这个公式来表示：$G = kA (Pv - P0)$ 。这里面的“G”就代表着蒸发速率，“k”是一个跟物质和环境有关的系数，“A”是液体的表面积，“Pv”是液体表面的蒸气压，“P0”是周围环境的蒸气压。

为了让您更好地理解这个公式，我给您举个例子。比如说，在一个大热天，您把一盆水放在院子里。这盆水的表面积就是“A”啦，如果这盆水比较大，那“A”就大，蒸发得也就快一些。“Pv”呢，就像是水自己想要往外跑的冲动，天气越热，“Pv”就越大，水就越想跑出去变成水蒸气。而“P0”就是周围空气中已经有的水蒸气的压力，如果周围空气已经很潮湿，“P0”就大，水就不太容易蒸发出去。

您看，就像这个例子里，所有的因素综合起来，就决定了这盆水的蒸发速率。

再来说说影响蒸发速率的因素。温度肯定是个重要的家伙。温度越高，分子运动得就越欢快，液体表面的分子就更容易挣脱束缚，变成水蒸气跑掉，蒸发速率也就跟着上去了。 还有液体的表面积。您想想，如果是一大片湖水和一个小水杯里的水，在同样的条件下，肯定是湖水蒸发得更快，因为它的表面积大呀。

空气的流动速度也不能小瞧。风呼呼吹的时候，能把已经变成水蒸气的分子带走，这样液体表面的蒸气压就不容易增大，新的分子就能更容易地跑出去，蒸发速率也就加快了。

液体的种类也有关系。像酒精这类容易挥发的液体，蒸发速率通常就比水快得多。

在实际生活中，蒸发速率的知识可有用啦！比如说，在做化学实验的时候，我们得控制溶液的蒸发速率，才能得到想要的实验结果。要是蒸发太快了，可能东西都烧干了，实验就失败了。

再比如，在农业生产中，农民伯伯们要考虑土壤水分的蒸发速率。如果蒸发太快，土地就容易干旱，庄稼可就长不好啦。

第３５卷第４期　２０１３年４月　人民黄河　ＹＥＬＬＯＷ　ＲＩＶＥＲ　Ｖｏ１．３５．Ｎｏ．４　Ａｐｒ．，２０１３　

【灌溉・供水】　

作物蒸发腾发量计算研究综述　

徐凯，陆垂裕，季海萍　

（中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京１０００３８）　

摘要：作物蒸发腾发量是农业用水最主要的部分。准确计算作物蒸发腾发量是制定农作物灌溉制度的基础，也是促进　

农业节水的关键。介绍了作物蒸发腾发量计算的基本理论及发展情况，按照理论基础，将目前作物蒸发腾发量计算的常　

用方法分类，并对经验公式法、参照作物蒸发腾发量法等的适用条件进行了分析。对常用作物蒸发腾发量计算方法在大　

时空尺度和非充分灌溉模式下的计算改进方式及应用进行了说明。基于作物蒸发腾发量计算方法问题、改进及实际应　

用情况，认为作物蒸发腾发量计算方法及实用技术研究未来的发展方向为基于多学科、多专业联合攻关，研究既有理论　

基础又便于实际应用的多尺度作物蒸发滕发量估算模式。　

关键词：作物蒸发腾发量；蒸发腾发量计算；参照作物；时空尺度；非充分灌溉　

中图分类号：￥２７５　文献标志码：Ａ　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．】０００—１３７９．２０１３．０４．０２１　

Ｒｅｖｉｅｗ　ｏｎ　Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　Ｍｅｔｈｏｄｓ　ｆｏｒ　Ｃｒｏｐ　Ｅｖａｐｏｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ　

ＸＵ　Ｋａｉ，ＬＵ　Ｃｈｕｉ—ｙｕ，ＪＩ　Ｈａｌ—ｐｉｎｇ　

（Ｓｔａｔｅ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒ　Ｃｙｃｌｅ　ｉｎ　Ｒｉｖｅｒ　Ｂａｓｉｎ，Ｃｈｉｎａ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，　Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００３８，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｖａｐｏｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｒｏｐｓ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｐａｒｔ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｕｓｅｄ　ｆｏｒ　ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ．Ｔｈｅ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｒｏｐ　ｅｖａｐｏｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｎｏｔ　ｏｎｌｙ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｆｏｒ　ａｓｈｃｕｌｔｕｒｅ　ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ　ｐｌａｎｎｉｎｇ，ｂｕｔ　ａｌｓｏ　ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｆｏｒ　ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ　ｗａｔｅｒ　ｓａｖｉｎｇ．Ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｔｈｅｏｒｉｅｓ　ｏｆ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｆｏｒ　ｃｒｏｐ　ｅｖａｐｏｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ｒｅｖｉｅｗｅｄ，ａｎｄ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｍｅｎｔｉｏｎｅｄ　ｗｅｒｅ　ｄｉｖｉｄｅｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｔｈｅｏｒｉｅｓ．Ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｗｉｔｈ　ｓｐｅｃｉａｌ—ｔｅｍｐｏｒａｌ　ｓｃａｌｅ　ａｎｄ　ｄｅｆｉｃｉｔ　ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｂｌｅ　ｔｈｅｏｒｉｅｓ　ａｎｄ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｆｏｒ　ｓｏｌｖｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｗｅｒｅ　ｅｘａｍｐｌｅｄ．Ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ　ｏｆ　ｓｔｕｄｙ　ｉｎ　ｃｒｏｐ　ｅｖａｐｏｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ａｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ　ｍｕｌｔｉ—ｓｃａｌｅ　ｃｏｍ－　ｐｕｔａｔｉｏｎａｌ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　ｂａｓｉｓ　ａｎｄ　ｅａｓｙ－ｕｓｉｎｇ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｍｕｌｔｉｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙ　ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｒｏｐ　ｅｖａｐｏｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ；ｃｒｏｐ　ｅｖａｐｏｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ；ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｃｒｏｐ；ｓｐａｔｉａｌ－ｔｅｍｐｏｒａｌ　ｓｃａｌｅ；ｄｅｆｉｃｉｔ　ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ　

- 1 - 蒸发计算方法综述

摘要：蒸发是地球表面水量和能量平衡中的重要分量，对于区域气候、旱涝变化趋势，水资源形成及变化规律，水资源评价等方面的研究有着重要作用。本文列举了常用的几种蒸发计算方法，对每种方法的优缺点进行了简要概括，并提出了未来蒸发计算方法的发展方向。

关键词：蒸发 计算方法

1 关于蒸发的几个概念

蒸发（Evaporation）是水循环和水平衡的基本要素之一。水分从液态变为汽态的过程称为蒸发。它涉及地球表层中能量循环和物质转化最为强烈的活动层——土壤-植物-大气系统(SPAC)，常受下垫面条件(如地形、土壤质地、土壤水分状况等)、植物生理特性(如植物种类、生长过程等)和气象因素(如太阳辐射、温度、湿度、风速等)等诸多因素的影响。因此，蒸发蒸腾问题成为水文学、气象学、农学等多个学科领域的关注焦点。

发生在海洋、江河、湖库等水体表面的蒸发，称为水面蒸发，它仅受太阳辐射等气象因素的热能条件制约，故又可称为蒸发能力。发生在土壤表面或岩体表面的蒸发，通常称为土壤蒸发。发生在植物表面的蒸发，称为植物蒸腾或植物蒸散发。发生在一个流域或区域内的水面蒸发、土壤蒸发和植物蒸腾的总和称为流域蒸散发或陆地蒸发。陆地蒸发不仅取决于热能条件，还取决于可以供应蒸发的水分条件，即供水条件。

蒸发蒸腾（Evaportranspiration，简称ET)包括土壤蒸发和植被蒸腾，在全球水文循环中起着重要的作用。

参考作物蒸发蒸腾量（0ET）：为一种假想参考作物的蒸发蒸腾速率。假想作物的高度为0.12m，固定的叶面阻力为70s/m，反射率为0.23，非常类似于表面开阔、高度一致、生长旺盛、完全覆盖地面且不缺水的绿色草地蒸发蒸腾量。0ET的计量单位以水深表示，单位为mm；或用一定时段内的日平均值表示，单位为mm/d。

2 直接测定法

2.1 蒸发皿测定法

1687年英国天文学家Halley使用蒸发器测定蒸发量揭开了水面蒸发观测的序幕。蒸发皿测定法主要包括大型蒸发池和小型蒸发器。大型蒸发池(20E面积20m2或100E面积100m2）的蒸发资料虽然能够代表大水体的实际水面蒸发，但由于造价太高，不可能所 - 2 - 有蒸发站网都推广使用；而小型蒸发器具有代表性（与自然水体蒸发量接近)、稳定性(偶然误差小)和实用性(经济实用易于推广)的特点。建国前我国曾广泛采用80型有套盆及无套盆蒸发器和20型小型称重式蒸发器。20世纪60年代，在前苏联3000型蒸发器的基础上，结合我国的实际情况，研制出601E型(8.61cm)蒸发器在全国水文部门统一采用。不同直径的蒸发皿观测的蒸发量与天然水面蒸发量是有差别的，因此，在计算水面蒸发损失时，应根据蒸发折算系数的时空变化规律和各地对比观测资料的分析成果，乘以水面蒸发折算系数使用。

液体蒸发量的计算 液体蒸发量的计算 本计算方法适用于硫酸的酸液蒸发量的计算，其计算公式如下：

Gz=M （ 0.000352+0.000786V）P·F

式中， Gz——液体的蒸发量， kg/h；

M ——液体的分子量 ,98；

V ——蒸发液体表面上的空气流速， m/s，以实测数据为准，无条件 实测时，一般可取 0.2-0.5，取 0.35；

P——相应于液体温度下的空气中的蒸气分压力， mmHg。当液体重 量浓度高于 10%时，可查表 5-150。25度取 23.756 mmHg

F——液体蒸发面的表面积， m3。（取 0.25m 开口直径， 一个罐开口）

表 5-150 溶液蒸气压（ mmHg）

温度 压力 度温

压力 度温

压力 度温

压力 度温

压力

度（℃

1） （℃ ）

（℃）

（℃）

（℃）

.92

12. 29 30. 3 64.

129

787 30

44 80 75 8 .82 85 .2

13. 31 4331 45 68. 59 136

94

634 32 824 46 26 60 .08

5.6

14. 33 33. 47 71. 61 142

85

530 34 695 48 88 62 .60 6.1 21 35 35. 49 75. 63 149

01 22 477 36 663 50 65 64 .38

6.5 23

37 37. 51 79. 65 156

43 24 477 38 729 52 60 66 .43 7.0 25 39 39. 53 83. 67 163

13 26 535 40 989 54 71 68 .77 7.5 27 18. 41 42. 55 88.

13 28 650 42 175 56 02

8.0

19.

44.

92.

45

827