1.工作原理
测定蒸发桶内的水位变化量,得到仪器的蒸发量。E601B应用水位测针人工观读蒸发桶内的水位,如有降雨发生,则再由降雨量、溢出量推算出蒸发量。观察蒸发的同时,除要观测降雨量、溢出量外,还要观测气温、湿度、水温、风等气象、水文要素。
2.结构组成与技术指标
(1)结构组成。E601B型水面蒸发器(标准水面蒸发器)由蒸发桶、水圈、溢流桶、量测装置四部分组成。E601B型水面蒸发器结构如图2.75所示。蒸发桶、水圈、溢流桶构成标准水面蒸发器,量测装置可以有不同结构,但要达到测量准确度和分辨力要求。
图2.75 E601B型水面蒸发器结构图
1—音响器;2—插座;3—测针;4—标准蒸发筒;5—水圈;6—橡皮管;7—溢流桶
1)蒸发桶是该仪器的主体部分,该部件是用玻璃钢材料加工制造,具有防腐、抗冻、隔热的优越性能。
蒸发桶桶身上部为圆柱形,器口直径为618±2mm,高600mm,器口面积3000cm2。下部为一锥形底,蒸发桶口缘为里直外斜的刃形,斜面为40°~50°,桶体内部光滑、洁白。
桶内壁装有测针插座,测针轴杆上装有静水器,是观测时防风浪、起静水作用的装置。在离桶口处嵌有溢流管,以排泄蒸发桶内因降雨而溢出的水量。蒸发桶内壁刻有红色水面线,指示在向蒸发桶内加水或取水后应保持的水面液位,刻线距离器口7.5cm。
2)水圈部件是装置在蒸发桶外围的盛水套环,其作用是减少蒸发桶内外溅水和沿地面脏物对蒸发桶内污染的影响,削弱太阳直射,降低地面温度,减少蒸发桶内水体和地面的热交换。围圈共4只,呈弧形,壁上开有溢流孔。
3)溢流桶是一面积为300cm2的金属圆柱桶,用于积存因暴雨超过蒸发桶规定液位的多余降雨量,即蒸发桶溢出的水量。
4)E601B型水面蒸发器的量测装置是一电测针,由测针和音响器组成。测针安装在蒸发桶插座上,测针尖伸进静水器内,音响器用导线和测针连接。测针主体是总量程为70mm的测微螺杆。旋动测微螺杆上端的刻度盘,带动测微螺杆旋转,测微螺杆带动测杆在螺丝套中作轴向移动,使测杆下端的测针尖接触水面。音响器为一互补振荡器,安装在塑料盒中,电源为两节5号干电池,连接导线,一端接音响器输入插孔,另一端分别接入一测针支杆顶端孔和电极片,电极片放入水中。
(2)技术指标。包括蒸发桶、水圈、溢流桶和量测装置ZHD型电测针等四部分内容。
1)蒸发桶。口径:618±2mm;圆柱体高度600mm,锥体高度87mm,器壁厚度6mm,整个器高693mm;器口:1cm×10cm(厚×宽),器口呈40°~50°里直外斜型刃口;标准水面标志线距器口:75±2mm;溢流孔底距器口60mm,内径为15mm。(www.xing528.com)
2)水圈。槽宽:200mm;内腔深:137mm。
3)溢流桶。内径:196±1mm(器口面积为300cm2);器深:400mm。
4)量测装置ZHD型电测针。测针量程:70mm;测杆最小刻度:1mm;分辨力:0.1mm;电测针音响器电源:DC3V。
3.安装、应用
(1)安装。E601B水面蒸发器应安装在陆上蒸发观测场上,也可以安装在水面漂浮蒸发场上,但观测场均应符合水面蒸发观测规范要求,在水面蒸发观测规范中已明确规定了安装要求。
(2)应用。在测量蒸发量时,有辅助项目观测要求的站,要按规定测量气温、湿度、风速、降雨、水温、溢流水量。没有辅助项目时只观测蒸发量、降雨量、溢流量。
蒸发量观测的具体方法,可参见规范中有关说明。
4.特点和准确性分析
(1)特点。这种仪器用玻璃钢(玻璃纤维增强树脂)制造,隔热性能优于金属,强度很好,耐腐蚀性优于金属。它可以长期应用,耐冻裂。经完整的、全国范围内的试验,证明它的折算系数稳定、性能优越。已被水文、气象部门确认为普遍推广应用的标准型号的水面蒸发器。
(2)准确性分析。用E601B水面蒸发器观测水面蒸发受下列因素影响:
1)仪器制造误差。主要是水位测针的制造误差会影响测得值的正确性,这种误差可以控制在0.1mm以内。
2)测量误差。测针安装在测针座上时,必须保证测针呈垂直状态。如果测针座歪斜,或安装不当,测针呈倾斜状态,测得数据不准确。这是产生误差的主要原因。另外,还有人为测量误差。包括测针尖是否刚接触水面就停止前进,读数是否正确。
3)环境影响。主要是降雨影响和溢流量计量影响。降雨量观测和溢流量计量都会有一定误差。阴雨天蒸发量小,很容易被它们的误差掩盖,甚至使蒸发量为负值。雨水溅进溅出、污物进入蒸发桶、鸟类饮水等因素也会影响观测值的准确性。
5.维护
经常检查蒸发桶和围圈的埋设情况,注意桶体是否有渗漏。要保持蒸发桶和周围内壁的光洁,定时清冼,常注意水体的洁净和更换。检查水位测针是否正常、有无变形,注意保养润滑。注意蒸发桶内测针座安装是否牢固,位置是否正确。可用测针在不同方向上测量同一水面的方法进行检查,如果发现不同方向的测得值相差大于0.2mm,调整测针座的位置。按需要补充水量和抽出水量,水面偏离水面标准线1cm时应加水或吸去水量。加入水体应取用能代表当地自然水质的水。
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