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文檔簡介

ICS編號

CCS編號

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CHESXXX—20XX

蒸滲儀法蒸散發(fā)、潛水蒸發(fā)、土壤水

觀測規(guī)范

ObservationSpecificationOfEvapotranspiration&Submersible

Evaporation&SoilMoistureExperimentsbyLysimeter

(征求意見稿)

20XX-XX-XX發(fā)布20XX-XX-XX實施

中國水利學(xué)會?發(fā)布

T/CHESXXX—20XX

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了蒸滲儀法蒸散發(fā)、潛水蒸發(fā)、土壤水的實驗觀測、數(shù)據(jù)記錄和資料

整編等技術(shù)要求,適用于蒸滲儀法蒸散發(fā)、潛水蒸發(fā)、土壤水動態(tài)要素的觀測及影響

因素實驗研究。蒸滲儀已廣泛應(yīng)用于水文、農(nóng)業(yè)、氣象、生態(tài)、環(huán)境、地質(zhì)等領(lǐng)域。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用是必不可少的。凡是注明日期的引用文件,僅注明日

期的版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。凡是不注明日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改

單)適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

GB/T19677-2005水文儀器術(shù)語及符號

GB/T35230-2017地面氣象觀測規(guī)范蒸發(fā)

GB/T28418-2012土壤水分(墑情)監(jiān)測儀器基本技術(shù)條件

GB/T33705-2017土壤水分觀測頻域反射法

GB/T20204-2006水利水文自動化系統(tǒng)設(shè)備檢驗測試通用技術(shù)規(guī)范

GB/T27994-2011水文自動測報系統(tǒng)設(shè)備通用技術(shù)條件

GB/T18522.5-2002水文儀器通則第5部分:工作條件影響及試驗方法

GB/T20014.4-2013良好農(nóng)業(yè)規(guī)范第4部分:大田作物控制點與符合性規(guī)范

SL247-2012水文資料整編規(guī)范

SL196-2015水文調(diào)查規(guī)范

SL183-2005地下水監(jiān)測規(guī)范

SL759-2018徑流實驗觀測規(guī)范

SL21-2015降水量觀測規(guī)范

SL364-2015土壤墑情監(jiān)測規(guī)范

SL630-2013水面蒸發(fā)觀測規(guī)范

QX/T320-2016稱重式降水測量儀

3術(shù)語

GB/T28418-2012、GB/T33705-2017、SL759-2018等標(biāo)準(zhǔn)所界定的以及下列術(shù)語

和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

3.1

蒸散發(fā)Evapotranspiration

土壤水在一定時段內(nèi),通過植物蒸騰與棵間土壤蒸發(fā)的總量。

3.2

潛水蒸發(fā)Evaporationfromgroundwater

地表以下可以直接接受大氣降水和地表水補(bǔ)給的水體蒸發(fā),淺層地下水借土壤毛

管的作用,一部分以土壤蒸發(fā)的方式進(jìn)入大氣;另一部分通過植物散發(fā)。

3.3

土壤水Soilmoisture

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T/CHESXXX—20XX

田間土壤含水量及其對應(yīng)的作物水分狀態(tài)。

3.4

蒸滲儀Lysimeter

研究水文循環(huán)中的蒸散發(fā)、潛水蒸發(fā)、下滲、地表徑流和地下徑流等過程而設(shè)置

的裝置。

3.5

稱重式蒸滲儀Weighinglysimeter

用稱重手段測定和研究水文循環(huán)和農(nóng)田水轉(zhuǎn)化中的蒸散發(fā)、潛水蒸發(fā)、下滲、地

表徑流、土壤水變化和水質(zhì)運(yùn)移等過程而設(shè)置的裝置。

3.6

非稱重式蒸滲儀Non-weighinglysimeter

利用馬里奧特水平衡原理測定和研究水文循環(huán)和農(nóng)田水轉(zhuǎn)化中的潛水蒸發(fā)、地表

徑流、下滲、土壤水變化和水質(zhì)運(yùn)移等過程而設(shè)置的裝置。

3.7

馬氏瓶Markovbottle

蒸滲儀的組成部分,一種既能控制水位又能自動連續(xù)補(bǔ)水的計量裝置,廣泛應(yīng)用

于地下水均衡場的地中蒸滲儀和實驗室的供水量測系統(tǒng)中。

3.8

水平衡器Waterlevelequalizer

蒸滲儀水位控制及水平衡連通裝置。

3.9

罐體Soilcontainer

底部封閉,用于內(nèi)裝土體的圓柱體或長方體容器,也稱作盛土器。

3.10

測筒Measuringvessel

配套有土體水量進(jìn)出計量裝置和土體含水量變化測量裝置的罐體。

4總則

4.1蒸滲儀是測量水文循環(huán)和地下水-土壤-植物-大氣連續(xù)體(GSPAC)水平衡要素的

標(biāo)準(zhǔn)儀器之一,廣泛應(yīng)用于水文、氣象、生態(tài)、環(huán)境、地質(zhì)等領(lǐng)域。為統(tǒng)一蒸滲儀實

驗觀測的技術(shù)要求,明確蒸滲儀實驗觀測的工作內(nèi)容,制定本標(biāo)準(zhǔn)。

4.2本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的蒸滲儀法實驗觀測要素包括蒸散發(fā)(ET)、潛水蒸發(fā)(Eg)和土壤水

(SM),蒸散發(fā)量和潛水蒸發(fā)量單位以mm表示。

4.3實驗觀測時間采用北京時間,記錄起止時間應(yīng)記至分。

4.4開展實驗觀測前,要根據(jù)實驗任務(wù)和要求編制實驗任務(wù)書,寫明實驗設(shè)備、觀測

要素、觀測方法、實施方案和成果要求。

4.5實驗觀測資料應(yīng)及時整編。對存疑的觀測結(jié)果應(yīng)保留原始記錄,并做出必要的分

析說明。

4.6實驗觀測資料應(yīng)獨立、完整刊布成冊。

4.7實驗觀測資料除應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定外,尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

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5實驗場地與儀器設(shè)備

5.1實驗場地選擇與布設(shè)

5.1.1實驗場地應(yīng)盡可能避免人為干擾,應(yīng)以完成實驗?zāi)康臑榍疤幔浞至私庾匀坏乩?/p>

環(huán)境,保障儀器使用的長期穩(wěn)定。

5.1.2實驗場地環(huán)境應(yīng)符合下列規(guī)定:

a)地下水位的下降受到水平排泄或附近抽水影響,均會影響實驗觀測結(jié)果準(zhǔn)確

度,因此,實驗場地應(yīng)盡可能平坦、空曠、不受突變地形影響,場地周圍避

免布設(shè)任何抽水設(shè)施;

b)實驗場地應(yīng)完全避開建筑物、樹木等障礙物以及洪水的影響,且外在干擾對

水資源轉(zhuǎn)化和蓄變過程影響可忽略區(qū)域;

c)原有觀測場地如受各種建設(shè)影響已經(jīng)不符合要求時,應(yīng)重新選擇;

d)為保護(hù)實驗場地不被破壞,應(yīng)設(shè)置警示標(biāo)語,減少人為破壞;始終保持實驗

場內(nèi)平整。

5.2觀測儀器設(shè)備

5.2.1蒸滲儀分為稱重式蒸滲儀與非稱重式蒸滲儀。

5.2.2非稱重式蒸滲儀結(jié)構(gòu)主要由蒸滲系統(tǒng)、量測系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)組成。

5.2.3稱重式蒸滲儀結(jié)構(gòu)主要由蒸滲系統(tǒng)、稱重系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成。

5.2.4觀測儀器設(shè)備應(yīng)符合以下規(guī)定:

a)蒸滲儀觀測設(shè)施、設(shè)備、控制儀器等宜安裝在地面以下,確保儀器安置牢固、

水平。

b)測筒具有密閉性,與周邊土體無水平水量交換,底部可控制地下水位埋深。

c)實驗土壤應(yīng)具有一定的區(qū)域代表性,植被種類應(yīng)與代表性區(qū)域的主要植被種

類一致,滿足實驗?zāi)康男枨蟆?/p>

d)定期清洗蒸滲儀連通管。

e)至少配備三組及以上不同土質(zhì)、不同地下水埋深、不同面積的罐體,每組儀

器安置相互不受影響。

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圖5-1稱重式蒸滲儀結(jié)構(gòu)圖

圖5-2非稱重式蒸滲儀結(jié)構(gòu)圖

6觀測內(nèi)容

6.1一般規(guī)定

6.1.1實驗觀測應(yīng)以自動觀測為主,并進(jìn)行定期或不定期人工校測。

6.1.2觀測前要檢查儀器設(shè)備是否正常運(yùn)行,發(fā)現(xiàn)問題及時報修。

6.1.3降水前應(yīng)檢查儀器運(yùn)行是否正常,次降水過程結(jié)束后宜及時下載終端數(shù)據(jù),并進(jìn)

行初步整理分析,判斷自記儀器記錄數(shù)據(jù)是否正常。

6.1.4自記儀器應(yīng)定期檢查維護(hù)和數(shù)據(jù)下載。

6.1.5根據(jù)實驗任務(wù)可觀測實驗區(qū)域基礎(chǔ)數(shù)據(jù),主要包括降水、入滲、水面蒸發(fā)、地面

氣象、實驗土體數(shù)據(jù)等。實驗區(qū)域的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)監(jiān)測,主要通過以下方法和設(shè)施:

a)降水:降水量觀測點布設(shè)、降水量觀測場地設(shè)置、降水量觀測儀器設(shè)備安裝

按SL21-2015的規(guī)定執(zhí)行。

b)蒸發(fā):水面蒸發(fā)觀測應(yīng)符合SL630-2013的規(guī)定執(zhí)行。

c)入滲:入滲采用蒸滲儀法。觀測需記錄入滲起止時間、入滲量。

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d)地面氣象數(shù)據(jù)觀測應(yīng)滿足《地面氣象觀測規(guī)范》系列規(guī)范(2017)要求。

e)實驗土體數(shù)據(jù)主要包括土壤體積含水率、地溫、電導(dǎo)、水勢等,采用蒸滲儀

自記觀測。

6.2蒸散發(fā)觀測

6.2.1稱重式蒸滲儀采用壓力傳感器自動測得時段內(nèi)蒸滲儀重量變化,即該時段蒸散發(fā)

量。

6.2.2有降水或灌水時,蒸散發(fā)量應(yīng)扣除該時段內(nèi)降水量或灌水量。

6.2.3采集數(shù)據(jù)傳輸至終端服務(wù)器,可供查詢、下載、存儲。數(shù)據(jù)輸出時間間隔根據(jù)實

驗需求設(shè)定,一般不小于10min。

6.2.4蒸散發(fā)實驗觀測應(yīng)符合以下規(guī)定:

a)實驗觀測應(yīng)具有一定的連續(xù)性,實驗期內(nèi)應(yīng)包括完整的作物生長階段(物候

期)。

b)原狀土體取土要求其保持土壤天然結(jié)構(gòu),理化性質(zhì)、土壤容重、土壤空隙率

等性能指標(biāo)與大田土壤基本一致,土柱土壤深度不能阻礙根系生長(一般不

低于2m)。

c)蒸滲儀周邊植被與蒸滲儀種植植被相同且不低于10m寬范圍,以減少邊緣效

應(yīng)。

6.3潛水蒸發(fā)觀測

6.3.1蒸滲儀法潛水蒸發(fā)觀測分為非稱重式和稱重式。

6.3.2非稱重式蒸滲儀有人工觀測和自動采集兩種方式:

a)人工觀測以每日08時作為日分界。通過量測系統(tǒng)(馬氏瓶)獲取水位值,讀

取馬氏瓶水位應(yīng)使視線與水面凹面最低處平齊,并校對讀數(shù)一次。

b)人工觀測可根據(jù)實際需要按時段、晝夜等增加實驗觀測次數(shù),每日20時加測

一次,以研究潛水蒸發(fā)量的晝夜變化特征,晝蒸發(fā)量(8時~20時)和夜蒸發(fā)

量(20時~次日8時)。

c)自動采集通過傳感器獲取水位值,時段內(nèi)水位變化量即潛水蒸發(fā)值。

d)自動采集根據(jù)實驗需求設(shè)定數(shù)據(jù)輸出時間間隔,一般不小于10min,可以輸

出潛水蒸發(fā)動態(tài)變化過程。觀測數(shù)據(jù)傳輸至終端服務(wù)器,可供查詢、下載、

存儲。

6.3.3稱重式蒸滲儀使用壓力傳感器自動測得時段內(nèi)水箱重量變化,即該時段潛水蒸發(fā)

量。數(shù)據(jù)輸出時間間隔與非稱重式蒸滲儀自動采集方式相同。

6.3.4降水和灌水產(chǎn)生入滲時,入滲期間潛水蒸發(fā)量為0。人工觀測需記錄降水、入滲

起止時間及入滲量。

6.3.5潛水蒸發(fā)實驗觀測應(yīng)符合以下規(guī)定:

a)觀測前應(yīng)檢查非稱重式蒸滲儀水平衡器水面是否與入滲補(bǔ)給量管管口齊平,

若低于管口,則進(jìn)行人工檢修。并準(zhǔn)確記錄儀器檢修產(chǎn)生的分溢量,計算時

扣除分溢量。

b)非稱重式蒸滲儀馬氏瓶內(nèi)水量小于前一日潛水蒸發(fā)量,宜進(jìn)行補(bǔ)水操作,補(bǔ)

水至馬氏瓶最高刻度線時停止。人工觀測需備注補(bǔ)水。

c)稱重式蒸滲儀水箱內(nèi)裝有浮球式水位計,當(dāng)水箱內(nèi)水位到達(dá)浮球式水位計量

程下限時開始補(bǔ)水,補(bǔ)水至水位計量程上限停止。

d)實驗觀測精度應(yīng)不低于0.1mm。

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6.4土壤水觀測

6.4.1蒸滲儀法土壤水觀測按儀器類型及監(jiān)測方式一般分為人工便攜式和固定埋設(shè)式。

6.4.2人工便攜式監(jiān)測儀器觀測根據(jù)土層厚度、作物生長發(fā)育階段等綜合情況選擇觀測

深度,每個深度至少觀測3個方向,每個方向讀3個值。

6.4.3人工便攜式監(jiān)測儀器觀測讀數(shù)需剔除不合理數(shù)據(jù),取數(shù)據(jù)平均值為觀測值,導(dǎo)出

數(shù)據(jù)至存儲設(shè)備。

6.4.4固定埋設(shè)式監(jiān)測儀器觀測需在蒸滲儀土柱垂向剖面水平布設(shè)分層土壤水分傳感

器。

6.4.5固定埋設(shè)式監(jiān)測儀器觀測通過土壤水分傳感器實時獲取各分層土壤含水量,監(jiān)測

數(shù)據(jù)傳輸至終端服務(wù)器,可供查詢、下載、存儲。

6.4.6人工便攜式監(jiān)測儀器觀測時間應(yīng)符合SL364-2015規(guī)定;固定埋設(shè)式監(jiān)測儀器實

時自動采集土壤水分?jǐn)?shù)據(jù),采集間隔一般不低于1h。

6.4.7土壤水分監(jiān)測儀器應(yīng)符合以下規(guī)定:

a)土壤水分監(jiān)測儀器及安裝步驟要求符合SL364-2015規(guī)定,相關(guān)傳感器要求、

本參數(shù)及貯存條件等應(yīng)符合GB/T28418-2012規(guī)定。

b)土壤水分傳感器安裝使用前,應(yīng)先對觀測地區(qū)土壤水文、物理常數(shù)進(jìn)行分析

定,確定傳感器輸出讀數(shù)與土壤含水量相應(yīng)的數(shù)學(xué)公式。

c)儀器使用過程中,應(yīng)定期對傳感器參數(shù)進(jìn)行率定和校正,相關(guān)率定方法及要

應(yīng)符合SL364-2015規(guī)定。

d)監(jiān)測精度要求應(yīng)符合SL364-2015規(guī)定。

6.4.8人工便攜式監(jiān)測儀器觀測需借助測量導(dǎo)管時,導(dǎo)管長度可根據(jù)實驗需求選用,安

裝方法、監(jiān)測步驟及要求應(yīng)符合SL364-2015規(guī)定。

6.4.9蒸滲儀法土壤水觀測應(yīng)符合以下規(guī)定:

a)人工便攜式監(jiān)測儀器觀測前需檢查儀器是否正常工作。

b)當(dāng)土壤體積含水量測量結(jié)果小于10%或大于或等于50%時,應(yīng)對通信線路和

設(shè)

備運(yùn)行情況進(jìn)行檢查。

7資料整編

7.1一般規(guī)定

7.1.1實驗數(shù)據(jù)整編與分析,應(yīng)采用法定計量單位。

7.1.2實驗記錄應(yīng)統(tǒng)一表格,觀測人員應(yīng)簽名,整編人員應(yīng)負(fù)責(zé)校核,技術(shù)負(fù)責(zé)人應(yīng)逐

月檢查并簽名,發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時處理。

7.1.3實驗資料應(yīng)包括下列內(nèi)容:

a)說明資料包括基本資料收集、考證、整理的概述與分析說明,觀測儀器設(shè)備

資料,儀器率定資料等。

b)觀測資料包括蒸散發(fā)觀測資料、潛水蒸發(fā)觀測資料、土壤水觀測資料。

7.2數(shù)據(jù)處理

7.2.1蒸散發(fā)數(shù)據(jù)統(tǒng)計時段可劃分為日、晝、夜、生長階段(物候期):

6

T/CHESXXX—20XX

a)日時段作物蒸散發(fā)。今日8時蒸滲儀筒重量讀數(shù)減去前一日8時蒸滲儀筒重

讀數(shù),為前一日作物蒸散發(fā)量。

b)晝時段作物蒸散發(fā)。今日8時至今日20時的作物蒸散發(fā)量的和。

c)夜時段作物蒸散發(fā)。前一日20時至今日8時的作物蒸散發(fā)量的和。

d)作物生長階段(物候期)蒸散發(fā)。作物上一個生長階段開始08時至下一個生

育階段開始08時蒸散發(fā)量的和。

7.2.2潛水蒸發(fā)數(shù)據(jù)處理同7.2.1。

7.2.3土壤水?dāng)?shù)據(jù)處理有兩類:

a)人工便攜式監(jiān)測儀器讀數(shù)表數(shù)據(jù)即為實時土壤體積含水量,導(dǎo)出數(shù)據(jù)至存儲

設(shè)備進(jìn)行整理分析,按照相關(guān)公式計算土壤重量含水量、土壤相對濕度和土

壤水分有效貯存量,繪制土壤水動態(tài)過程線。

b)固定埋設(shè)式監(jiān)測儀器實時獲取各分層土壤含水量,每10個測量數(shù)據(jù)的算數(shù)平

均作為該10min的觀測值,每6個10min觀測值的算數(shù)平均作為該小時觀測

平均值,根據(jù)實驗需求設(shè)定數(shù)據(jù)輸出時間間隔,一般不小于1h,以體積含水

量為基礎(chǔ),按照相關(guān)公式計算土壤重量含水量、土壤相對濕度和土壤水分有

效貯存量,繪制土壤水動態(tài)過程線。

7.2.4數(shù)據(jù)處理內(nèi)容應(yīng)符合下列規(guī)定:

a)蒸發(fā)過程檢查,應(yīng)繪制逐日或某時段蒸發(fā)與降水柱狀過程圖,必要時可繪制

有關(guān)氣象因素變化過程線進(jìn)行對照。

b)與同時期水面蒸發(fā)資料對照作相關(guān)檢查。

c)有條件時應(yīng)作平行觀測對照檢查,鄰站同期蒸發(fā)資料對照檢查。

d)觀測數(shù)據(jù)應(yīng)按項目分類。觀測數(shù)據(jù)每次實驗完成后應(yīng)進(jìn)行異常值判定,發(fā)現(xiàn)

異常數(shù)據(jù)后,分析原因,及時處理。

e)原始觀測記錄嚴(yán)禁更改和刪除。對有疑問的原始數(shù)據(jù),應(yīng)采取下列處理辦法:

f)對照氣象數(shù)據(jù),如氣象數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常,則需進(jìn)一步分析可有其他因素影響,

如無影響,則采用觀測數(shù)據(jù)。

g)由于自然因素、觀測方法錯誤、觀測儀器發(fā)生故障或有較大誤差等原因造成

的錯誤數(shù)據(jù),在注明原因后,整編時應(yīng)刪除,但保留原始記錄。

h)有疑問但一時無法查清原因的數(shù)據(jù),可暫不采用。

i)一組資料中缺測或錯誤數(shù)據(jù)超過總量的1/3,或關(guān)鍵性資料缺測或有錯誤,該

資料應(yīng)全部作廢,并標(biāo)明。

7.3資料整編

7.3.1將記錄數(shù)據(jù)按月整理成冊,每月上旬日對上一個月觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,形成《作

物蒸散發(fā)觀測記錄本》、《潛水蒸發(fā)數(shù)據(jù)報表》、《土壤水觀測記錄本》。并按需要

編制圖表,編制圖表應(yīng)包括各種過程線圖、要素相關(guān)圖、各種實測成果表及其他輔助

計算圖表等。

7.3.2對缺失數(shù)據(jù)可插補(bǔ)的應(yīng)插補(bǔ),插補(bǔ)后數(shù)據(jù)應(yīng)標(biāo)明,并說明插補(bǔ)方法。

7.3.3實驗資料匯編質(zhì)量應(yīng)符合下列要求:

a)匯編成果內(nèi)容完整、圖標(biāo)齊全,考證清楚、方法正確,說明完備、資料翔實。

b)數(shù)字和文字無關(guān)鍵性、控制下、系統(tǒng)性錯誤;無特征值錯誤;數(shù)字平均錯誤

不超過1/10000;文字平均錯誤不超過1/1000。

7

T/CHESXXX—20XX

附錄A

(資料性附錄)

觀測記錄本

A.1蒸散發(fā)觀測記錄本

表A.1蒸滲儀法蒸散發(fā)記錄表

單位:mm

_______號儀器_______號儀器…

埋埋埋埋埋埋埋埋

月日時分

深深深深…深深深深……

h1h2h3h4h1h2h3h4

8

T/CHESXXX—20XX

表A.2蒸散發(fā)數(shù)據(jù)報表(逐日)

_________年_______作物日蒸散發(fā)量表(mm)

_______號儀器;潛水埋深____m;土壤類型____

月備注

123456789101112

日說明

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

月總量

日平均

9

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表A.3蒸散發(fā)數(shù)據(jù)報表(半日)

_________年_______作物日蒸散發(fā)量表(mm)

_______號儀器;潛水埋深____m;土壤類型____

月備注

123456789101112

日說明

(白天)

1

(夜間)

2

3

31

注:白天為當(dāng)天08:00~20:00,夜間為前一日20:00~當(dāng)天08:00

10

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A.2潛水蒸發(fā)觀測記錄本

表A.4蒸滲儀法潛水蒸發(fā)記錄表格

潛水蒸發(fā)量記載

_______號儀器地下水埋深_______m

滲入補(bǔ)給表年第頁

徑流量(自徑流量滲入補(bǔ)給量滲入補(bǔ)給量潛水蒸發(fā)量(自潛水蒸發(fā)量(人

日統(tǒng)計土壤吸水量

降水量動)(人工)(自動)(人工)動)工)

月日時分說明

mm讀數(shù)蒸發(fā)讀數(shù)分溢量蒸發(fā)徑流入滲蒸發(fā)

mmmmmmmmmmmmmmmm日期mm

mmmmmmmmmmmmmmmmmm

11

T/CHESXXX—20XX

表A.5潛水蒸發(fā)數(shù)據(jù)報表(逐日)

年月逐日潛水蒸發(fā)

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