ENVIdata-SFL流域实际蒸散量数字网络化原位测定系统

1 引言

流域蒸散量是流域水循环过程中重要的一环，流域实际蒸散量的研究更是流域水循环研究不可或缺的部分，它关联着地气系统的物质与能量交换，影响着对区域气候变化的预测，同时其变化又反映着区域生态与环境的改变。但由于其影响因素复杂，受实测资料少等客观条件的影响，流域蒸散量的研究仍显不足。

2 观测系统设计

2.1 目标

ENVIdata-SFL流域实际蒸散量数字网络化原位测定系统主要基于流域的区域性特点，沿流域上中下游合理布设观测点，通过原状土柱挖取工具，快速便捷地将不锈钢柱体埋设于观测点；并沿土体剖面安装土壤水温、土壤水势传感器，以实时监测土体剖面不同深度的水分水势变化情况；埋设于柱体外的参比水势传感器确保柱体内外水势控制一致；底部的高精度称重系统，实时称量土柱的重量变化，从而用于精确计算柱体的实际蒸发散。测量结果自动存储在数据采集器中，通过内置的无线传输单元和数字化网络实现数据的远程传输及中心化分析处理，为外推和估算流域实际蒸散量、也可为基于遥感观测数据估算流域蒸散量方法的反演与验证提供精确可靠的基础依据。

2.2 观测/采样点布设

在流域的上中下游各选取具有代表性的3个典型区域作为观测点，安装实际蒸散量实地测定单元，必要时可在流域3个观测点之间增加2个补充观测点。观测点数目，根据研究的目的和需要进行调整。观测点的选取要尽可能照顾到气象地形、地貌。

2.4 观测指标

降雨量、渗透水量、土壤含水量、实地蒸发散量

2.5 观测系统组成

ENVIdata-SFL流域实际蒸散量数字网络化原位测定系统由底部带有水势控制系统的不锈钢土柱罐体、土壤水温水势传感器、高精度称重单元、带有无线传输功能的数据采集器、供电单元和野外原位安装防护套件共同组成。



3 数据处理

通过电缆或网线连接蒸渗仪的数据采集器和PC后可下载数据。蒸渗仪各参数计算如下：

1） 蒸散量

ΔS= W₄－W₃
式中：ΔS 蒸散量，换算成mm；W₄ 终点时间的柱体重量，g；W₃ 开始时间的柱体重量，g。
同时也可以根据以下水量平衡监测数据，进行修正计算。

2） 水量平衡计算实际蒸散量

PSwETΔM=0
P降雨量，Sw渗透水量，ΔM土壤含水量变化

3） 降雨量

P=W₂－W₁
式中：P降雨量，g；W₂ 结束时间的柱体重量，g；W₁开始时间的柱体重量，g。

4） 渗透水量

Sw=S₂－S₁
式中：Sw渗透水量，g；S₂ 结束时间的排水桶重量，g；W₁开始时间的排水桶重量，g。

5） 土壤持水量

将土壤剖面土壤含水量，输入MLog 软件，可得到任意土体的持水量ΔM。