WO2020248122A1

WO2020248122A1 - 一种非饱和下垫面蒸散发量分离测算方法与装置

Info

Publication number: WO2020248122A1
Application number: PCT/CN2019/090701
Authority: WO
Inventors: 许士国; 于越男; 苏广宇; 刘建卫
Original assignee: 大连理工大学
Priority date: 2019-06-11
Filing date: 2019-06-11
Publication date: 2020-12-17

Abstract

一种非饱和下垫面蒸散发量分离测算方法与装置，该装置包括三组补偿对比装置（a，b，c）、中央控制单元（2）、电源管理单元（3）、物联网（4）、远程端服务器（5）。三组补偿对比装置（a，b，c）测量区域土壤中心均设有与中央控制单元（2）连接的土壤剖面水分仪（1-3）。中央控制单元（2）控制水分仪（1-3）定时采集不同深度土壤含水量数据。电源管理单元（3）为整套系统的电力来源。远程端服务器（5）在网络调试成功后接入物联网（4），读取土壤剖面水分仪（1-3）数据，并实现远程传输。在不破坏陆生植物生长状态下，可同时监测土壤及植物的蒸散量，满足智能化自动采集、存储及数据传输的监测需求；可适用于多领域，具有装置精简、稳定性和可靠性高、野外适应性好等特点。

Description

一种非饱和下垫面蒸散发量分离测算方法与装置

技术领域

本发明属于植物生理、生态监测及农业与水文监测等技术领域，涉及到一种非饱和下垫面蒸散发量分离测算方法与装置，特别涉及到对非饱和下垫面条件下陆生植物蒸腾量、土壤蒸发量、土壤垂直下渗通量进行连续自动分离测算的方法与装置。

背景技术

植物散发与土壤蒸发是同时存在的，通常将二者合称为陆面蒸散发。由于植物散发比水面蒸发及土壤蒸发更为复杂，它与土壤环境、植物的生理结构以及大气状况有密切的关系。当前对于土壤蒸发、植物蒸腾的观测主要包括以下几类方法：

一、蒸渗仪法

蒸渗仪法即利用布设在蒸渗仪内的观测仪器(如各种传感器、电子设备和计算机)，通过质量平衡原理计算蒸发量的一种方法。蒸渗仪法虽已得到一定程度的应用，但由于其测量维护方法费用较高，无法进行大面积布点测量，且由于研究区域土壤植物类型的不同，测量结果具有较大的局限性，无法扩展到大尺度。另外，微型蒸渗仪因其规格小、效果好等优点得到了广泛应用，但由于目前对微型蒸渗仪的使用无统一标准，且其测量精度的影响因素多且较为复杂，故对于其使用及推广仍需进一步研究。

二、器测法

传统的器测法即利用一个装满土壤并内部种植植物的不透水圆筒，土壤表面密封以防土壤蒸发，使水分只能通过植物叶面逸出。视植物生长需水情况，随时灌水，以测定时段始末植物及容器重量和注水重量的变化反应植物散发量。该方法仅能反应小样本的植物散发量，无法对大面积的植物散发进行观测。

三、气孔计法

气孔计法即通过测量气孔导度计算植物叶片蒸腾速率的方法。气孔计按设计原理分为动态测量和稳态测量。动态气孔计测值直接估算自然条件下的蒸腾耗水，会夸大植物的实际耗水量，因此每次使用时需校准；稳态气孔计虽无需校准，但其叶室设计复杂、价格昂贵，使该方法难以推广。气孔计法虽能短时间内较精确的测定植物实际蒸腾速率，但很难连续精确测定较长时间的植物蒸腾总量，且由单株植物到群落耗水量的尺度转换还不多见。

四、热脉冲法

热脉冲法即利用固定于树干内部的热敏探头测定树液流速，通过断面流速积分计算断面流量从而测定植株蒸腾量的方法。热脉冲法仅适用于较大的单株数据蒸腾耗水量测量，不适合直径小于5cm树干测定。该方法在测量单株或几株植物时可达到较高精度，但同时也会在传感器植入过程中对植物造成损伤，从而对液流变化产生影响，该方法无法直接测量整个群落的蒸散发，尺度扩展过程中会产生较大误差，且无法获取土壤蒸发部分。

五、涡度相关法

涡度相关法是通过直接测量湍流脉动值反映各个属性通量的方法。该方法不依赖经验关系基础及气象参量推论，直接建立在所依据的物理原理之上，是各种实测方法中比较精密和可靠的方法。在很多研究中，都将涡度相关技术作为标准值比较。但涡度相关法对于测点下垫面条件要求较高，且其测量传感器精密，长期观测需定期维护、成本较高，另外该方法的测量结果在能量上无法闭合。

六、渗流补偿式测量陆生植物蒸散发的装置(专利号CN200510045952.6)

以下端开口、边缘打磨成锋利锯齿的不锈钢测筒隔绝测量区域土壤内横向水分交换，根据补偿原理可分别得到植物散发量、土壤蒸发量和下渗损失量的数据。该装置虽能一定程度上解决陆地环境下各部分蒸散发损失量的确定问题，但由于装置本身所限，施工管理非常不方便；且由于下垫面条件所限，须移动整套装置的位置保证初始环境条件一致，这都使装置自动化和智能化程度降低。

现有的土壤蒸发、植物蒸散的实测或间接测量方法，大多存在以下几个问题：1)无法实现野外连续自动监测，长期运行中操作过程繁琐，产生维护成本高；2)装置自动化、智能化程度低；3)仪器成本高、推广使用面临困难。针对以上问题，现阶段急需一种在非饱和下垫面条件下能长期稳定运行、成本合理，可推广性高的，可实现土壤蒸发、植物散发及土壤下渗通量分离监测的测量装置。

发明内容

本发明的目标是提供一种在非饱和下垫面中不破坏陆生植物生长状态的前提下，能实现长期连续自动观测土壤蒸发量、植物散发量、土壤下渗通量，并实现数据远程无线传输的蒸散发量分离测算方法与装置。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种非饱和下垫面蒸散发量分离测算装置，包括对比装置组1、中央控制单元2、太阳能电源管理单元3、物联网4、远程端服务器5。

所述的对比装置组1包括三组补偿对比装置a、b、c，均布置于相同区域。所述的对比装置a布置于原状陆生植物1-1生长区域；对比装置b布置于相同区域并覆盖相同密度的模拟植物1-2以保证遮阴度一致；对比装置c布置于相同区域，以透明筒状防风罩1-5封闭上层土壤，阻止土壤内上行水分损失。

所述的三组补偿对比装置a、b、c测量区域土壤中心均设有土壤剖面水分传感器1-3，每组装置以土壤剖面水分传感器1-3为测量元件，直接测量不同深度土壤含水量，通过一段时间内土壤含水量的变化值及三种土壤状态下的水分变化补偿关系可以推算得出土壤蒸发量、植物蒸腾量及土壤下渗通量。支架1-4以土壤剖面水分仪1-3为中心，架设于测量区域土壤上方，支架1-4用于定位测量区域，其直径不小于60cm，支架1-4外预留20cm宽保护带。对比装置组1中均以土壤剖面水分仪1-3为中心测量，舍弃原渗流补偿式测量装置中的圆形测筒，在不影响测量效果的情况下实现结构简化。

所述的补偿对比装置c中，防风罩1-5采用透明材质保证正常的光照辐射，其下部为无色透明圆形筒体，上部为圆锥形透明罩顶，下部圆形筒体内以同材质骨架支撑连接上部圆锥形透明罩顶，圆形筒体上边缘高于上部圆锥形透明罩顶下边缘。补偿对比装置c的密封条件通过防风罩1-5边缘粘贴的环形密封帖1-8实现，环形密封帖1-8外边缘固定于防风罩1-5下部圆形筒体内，内边缘自由并紧贴锥形罩顶内壁。所述的上部锥体内壁设环形倾斜集水槽1-10，末端悬挂回收桶1-9。所述的下部圆形筒体内有紧贴其边缘固定的过水筛1-6，防风罩1-5侧壁留有通气孔1-7，保证防风罩1-5透光及通风条件，防风罩1-5外表面粘贴挡风条以模拟遮阴度一致。

对比装置组1中b、c组分别通过设置模拟植物1-2、防风罩1-5表面覆盖适量挡风条模拟a组真实植物遮阴度。对比装置组c以防风罩1-5配合密封帖1-8形成上部密封空间，密封帖1-8一侧固定于防风罩竖向侧壁，另一侧自由。在无降雨过程时，密封帖1-8紧贴防风罩1-5锥形部分内壁，使防风罩1-5封闭，上行蒸发水分遇防风罩1-5液化沿其侧壁流至集水槽1-10，并经集水槽1-10最终流向底部装有应变片压力传感器的回收桶1-9，收集该部分水量损失，防止三组对比装置土壤含水量差异过大。有降雨过程时，雨水通过防风罩1-5上部延伸形成的空间收集雨水，雨水由于重力作用压低密封帖1-8与防风罩内壁紧贴的自由一侧，透过空隙流至过水筛1-6，经由过水筛1-6上的孔洞流入下方测量区域土壤，实现密封空间内降雨补偿。

所述的中央控制单元2与对比装置组1中各土壤剖面水分仪1-3连接，并控制其定时采集不同深度土壤含水量数据。所述的太阳能电源管理单元3连接中央控制单元2，为整套系统的电力来源，保证野外环境下系统装置可长期稳定运行。所述远程端服务器5可在网络调试成功后接入物联网4，可读取土壤剖满水分仪1-3数据，远程端服务器5接入物联网4并实现远程传输。

一种非饱和下垫面蒸散发量分离测算方法，包括以下步骤：

步骤1：安装对比装置组1于同一区域，a组保留原状陆生植物1-1，b、c组清除原状植物，且b组安置模拟植物1-2，c组安装防风罩1-5，防风罩1-5侧壁预留的通气孔1-7在地面以上，三组测量区域土壤均以土壤剖面水分仪1-3为中心，三组监测区域外架设支架1-4，外围保留20cm以上宽度防护带。土壤剖面水分仪测量土壤含水量的变化，通过分析三种土壤状态中土壤剖面水分仪测得的土壤含水量之间的补偿关系，分别计算测量处植物散发量、土壤蒸发量及下渗通量。

步骤2：防风罩1-5内部集水槽1-10末端悬挂固定回收桶1-9，回收桶1-9底部安装应变片压力传感器。

步骤3：土壤剖面水分仪1-3及应变片压力传感器接入中央控制单元2，由计算机连接中央控制单元2完成系统调试、网络调试及初始化设置。

步骤4：安装太阳能电源管理单元3，接入中央控制单元2。

步骤5：打开中央控制单元2中的装置电源开关，装置根据中央控制单元2的设定进行数据采集、预处理及远程传输，远程端服务器5接入物联网4后可实现数据实时浏览及传输。

步骤6：设备运行一段时间，三组对比监测装置所测区域的土壤含水量会产生差别，可通过补充水量或隔离降雨使三组对比监测组1装置测点的土壤含水量趋于一致，当三处的土壤含水量差别过大时，需调整监测地点保持监测背景的同质性。

本发明利用布置在同一区域的三组包括土壤剖面水分仪的对比装置，测量时三个土壤剖面水分仪处的土壤状态分别为：1)原状陆生植物：2)模拟原状陆生植物密度及遮阴度，无实际陆生植物；3)上部以筒状防风罩封闭表层土壤，内无实际陆生植物生长，筒状防风罩下部侧壁预留侧向通气孔维持内外气压一致，中部封闭阻止以该水分仪为中心的局部土壤的上行蒸发过程，仅存在向下的渗流过程，同时上部防风罩侧壁延伸形成的空间可收集雨水，并经由防风罩内下部安装的过水筛均匀分布至防风罩遮蔽的测量区域土壤，减少降雨带来的土壤含水量差异。

假设布置在同一地点的三组补偿对比装置，其土壤下渗通量及降水量等补偿水量相同，并可忽略非饱和下垫面内横向水汽交换，只考虑垂直方向上的水分通量过程。

对比装置组a，土壤状态为原状陆生植物生长处的水量平衡关系如式(1)：

△ ₁＝R+I-E ₁-E ₂-S (1)

其中,△ ₁为土壤状态为原状陆生植物测处，即第1个土壤剖面水分仪测得的土壤含水量变化值，R为降水量，I为补充水量，E ₁为植物蒸腾水量,E ₂为土壤蒸发量，，S为下渗通量。

对比装置组b，模拟原状陆生植物密度及遮阴度但无实际陆生植物处的水量平衡关系如式(2)：

△ ₂＝R+I-E ₂-S (2)

其中，△ ₂为模拟原状陆生植物密度及遮阴度、无实际陆生植物测处，即第2个土壤剖面水分仪测得的土壤含水量变化值，R为降水量，I为补充水量，E ₂为土壤蒸发量，S为下渗通量。

对比装置组c，上部安置筒状防风罩封闭表层土壤，内无实际陆生植物生长处的水量平衡关系如式(3)：

△ ₃＝R+I-E ₃-S (3)

其中，△ ₃为土壤表面安置筒状防风罩、内无实际陆生植物测处，即第3个土壤剖面仪测得的土壤含水量变化值，R为降水量，I为补充水量，S为下渗通量，E ₃为上行结水损失量，即回收桶中收集水量。

各土壤剖面水分仪测量的土壤含水量变化由下式(4)确定：

其中，i为土壤剖面水分仪编号；Δ _i为第i个土壤剖面水分仪测得的土壤含水量的变化值；j为土壤剖面水分仪上不同深度传感器编号；n为监测土体分层数；h _i,j为第i个土壤剖面水分仪上以第j个传感器为上边缘的土体分层厚度；ΔW _i,j、ΔW _i,i-1为计算时段Δt内第i个土壤剖面水分仪第j层土层内土壤含水量变化值，

t ₁、t ₂为计算时段△t时段初、时段末。

根据各土壤剖面水分仪测得的土壤含水量值，由式(5)计算土壤蒸发量及植物散发量(植物蒸腾水量)之和：

E ₁＝△ ₂-△ ₁ (5)

其中，测量区域土壤蒸发量由式(6)计算：

E ₂＝△ ₃-△ ₂+E ₃ (6)

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明在不破坏陆生植物生长状态下，可同时监测土壤及植物的蒸散量，满足智能化自动采集、存储、及数据传输的监测需求。装置可适用于多领域，具有装置精简、稳定性和可靠性高、野外适应性好等特点。

附图说明

图1是一种非饱和下垫面蒸散发量分离测算装置与方法整体示意图。

图中：1对比装置组；2中央控制单元；3太阳能电源管理单元；4物联网；5远程端服务器。

图2是土壤状态为原状陆生植物的对比装置组a。

图3是土壤状态为模拟与原状陆生植物密度及遮阴度一致，无实际陆生植物的对比装置组b。

图4是上部以倒置筒状防风罩封闭表层土壤，内无实际陆生植物生长的对比装置组c。

图中：1-1原状陆生植物；1-2模拟植物；1-3土壤剖面水分仪；1-4支架；1-5防风罩；1-6过水筛；1-7通气孔；1-8密封帖；1-9回收桶；1-10集水槽。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。

所述的三组补偿对比装置a、b、c测量区域土壤中心均设有土壤剖面水分传感器1-3，每组装置以土壤剖面水分传感器1-3为测量元件，直接测量不同深度土壤含水量，通过一段时间内土壤含水量的变化值及三种土壤状态下的水分变化补偿关系可以推算得出土壤蒸发量、植物蒸腾量及土壤下渗通量。支架1-4以土壤剖面水分仪1-3为中心，架设于测量区域土壤上方，支架1-4用于定位测量区域，其直径80cm，支架1-4外预留20cm宽保护带。

所述的中央控制单元2与对比装置组1中各土壤剖面水分仪1-3连接，并控制其定时采集不同深度土壤含水量数据。所述的太阳能电源管理单元3连接中央控制单元2，为整套系统的电力来源，保证野外环境下系统装置可长期稳定运行。所述远程端服务器5可在网络调试成功后接入物联网4，可读取土壤剖满水分仪1-3数据，实现对监测数据的远程在线浏览和下载传输。

一种非饱和下垫面蒸散发量分离测算方法，具体实施步骤如下：

步骤1：据下垫面实际情况，安装三个土壤剖面水分仪1-3，使对比装置组a的土壤剖面水分仪所处土壤状态为原状陆生植物1-1；清理对比装置b所处土壤的原状陆生植物，将模拟陆生植物1-2固定于对比装置b监测范围内；清理对比装置c所处土壤的原状陆生植物，将防风罩1-5固定于以对比装置c的土壤剖面水分仪为中心的监测区域，保证防风罩1-5侧壁预留的通气孔1-7在地面以上，使防风罩内外气压一致，对比装置c的土壤剖面水分仪1-3连接线可由通气孔穿出。三组对比装置监测区域外假设防护支架1-4，并保留20cm以上宽度防护带。

步骤2：防风罩1-5内部集水槽1-10末端悬挂固定回收桶1-9，回收桶1-9底部安装应变片压力传感器，水蒸汽上行遇防风罩液化，沿内壁经集水槽1-10流至回收桶。降雨条件下，雨水在重力作用下压低密封条1-8的自由一侧，经过水筛1-6流至测量区域土壤内。

步骤3：将土壤剖面水分仪1-3及应变片压力传感器连接线接入中央控制单元2，由计算机连接中央控制单元2完成系统调试、网络调试及初始化设置。

步骤4：安装太阳能电源管理单元3，接入中央控制单元2。

步骤5：打开中央控制单元2中的装置电源开关，整套装置即可根据中央控制单元2的设定进行数据采集、预处理及远程传输。远程端服务器5接入物联网4后即可实现数据实时浏览及传输。

步骤6：设备运行一段时间，三组对比监测装置所测区域的土壤含水量会产生差别，可通过补充水量或隔离降雨使三组对比监测装置测点的土壤含水量趋于一致，当三处的土壤含水量差别过大时，需调整监测地点保持监测背景的同质性。

Claims

一种非饱和下垫面蒸散发量分离测算装置，其特征在于，所述的装置包括对比装置组(1)、中央控制单元(2)、太阳能电源管理单元(3)、物联网(4)、远程端服务器(5)；

所述的对比装置组(1)包括三组补偿对比装置a、b、c，均布置于相同区域；所述的对比装置a布置于原状陆生植物(1-1)生长区域；对比装置b布置于相同区域并覆盖相同密度的模拟植物(1-2)以保证遮阴度一致；对比装置c布置于相同区域，以透明筒状防风罩(1-5)封闭上层土壤，阻止土壤内上行水分损失；对比装置组(1)中b、c组分别通过设置模拟植物(1-2)、防风罩(1-5)表面覆盖适量挡风条(1-8)模拟a组真实植物遮阴度；

所述的三组补偿对比装置a、b、c测量区域土壤中心均设有土壤剖面水分传感器(1-3)，直接测量不同深度土壤含水量；支架(1-4)以土壤剖面水分仪(1-3)为中心，架设于测量区域土壤上方；

所述的补偿对比装置c中，防风罩(1-5)采用透明材质，其下部为圆形筒体，上部为圆锥形罩顶，圆形筒体上边缘高于圆锥形罩顶下边缘；补偿对比装置c的密封条件通过防风罩(1-5)边缘粘贴的环形密封帖(1-8)实现，环形密封帖(1-8)外边缘固定于防风罩(1-5)下部圆形筒体内，内边缘自由并紧贴锥形罩顶内壁；所述的上部锥体内壁设环形倾斜集水槽(1-10)，末端悬挂回收桶(1-9)；所述的圆形筒体内固定过水筛(1-6)，防风罩(1-5)侧壁留有通气孔(1-7)，防风罩(1-5)外表面粘贴挡风条以模拟遮阴度一致；

在无降雨过程时，密封帖(1-8)紧贴防风罩(1-5)锥形部分内壁，使防风罩(1-5)封闭，上行蒸发水分遇防风罩(1-5)液化沿其侧壁流至集水槽(1-10)，并经集水槽(1-10)最终流向底部装有应变片压力传感器的回收桶(1-9)，收集该部分水量损失，防止三组对比装置土壤含水量差异过大；有降雨过程时，雨水通过防风罩(1-5)上部延伸形成的空间收集雨水，雨水由于重力作用压低密封帖(1-8)与防风罩内壁紧贴的自由一侧，透过空隙流至过水筛(1-6)，经由过水筛(1-6)上的孔洞流入下方测量区域土壤，实现密封空间内降雨补偿；

所述的中央控制单元(2)与对比装置组(1)中各土壤剖面水分仪(1-3)连接，并控制其定时采集不同深度土壤含水量数据；所述的太阳能电源管理单元(3)连接中央控制单元(2)，为整套系统的电力来源；所述远程端服务器(5)接入物联网(4),可读取土壤剖满水分仪(1-3)数据,实现远程传输。
根据权利要求1所述的一种非饱和下垫面蒸散发量分离测算装置，其特征在于，所述的支架(1-4)直径不小于60cm，支架(1-4)外预留20cm宽保护带。
一种基于权利要求1或2所述的装置实现的非饱和下垫面蒸散发量分离测算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：安装对比装置组(1)于同一区域，a组保留原状陆生植物(1-1)，b、c组清除原状植物，且b组安置模拟植物(1-2)，c组安装防风罩(1-5)，防风罩(1-5)侧壁预留的通气孔(1-7)在地面以上，三组测量区域土壤均以土壤剖面水分仪(1-3)为中心，三组监测区域外架设支架(1-4)，外围保留20cm以上宽度防护带；土壤剖面水分仪(1-3)测量土壤含水量的变化，通过分析三种土壤状态中土壤剖面水分仪测得的土壤含水量之间的补偿关系，分别计算得到植物散发量、土壤蒸发量及下渗通量；

步骤2：防风罩(1-5)内部集水槽(1-10)末端悬挂固定回收桶(1-9)，回收桶(1-9)底部安装应变片压力传感器；

步骤3：土壤剖面水分仪(1-3)及应变片压力传感器接入中央控制单元(2)，由计算机连接中央控制单元(2)完成系统调试、网络调试及初始化设置；

步骤4：安装太阳能电源管理单元(3)，接入中央控制单元(2)；

步骤5：打开中央控制单元(2)中的装置电源开关，装置根据中央控制单元(2)的设定进行数据采集、预处理及远程传输，远程端服务器(5)接入物联网(4)后可实现数据实时浏览及传输；

步骤6：设备运行一段时间，三组对比监测装置所测区域的土壤含水量会产生差别，可通过补充水量或隔离降雨使三组对比监测组1装置测点的土壤含水量趋于一致，当三处的土壤含水量差别过大时，需调整监测地点保持监测背景的同质性；

假设布置在同一地点的三组补偿对比装置，其土壤下渗通量及降水量等补偿水量相同，并可忽略非饱和下垫面内横向水汽交换，只考虑垂直方向上的水分通量过程；

对比装置组a，土壤状态为原状陆生植物生长处的水量平衡关系如式(1)：

△ ₁＝R+I-E ₁-E ₂-S         (1)

其中,△ ₁为对比装置组a中土壤剖面水分仪测得的土壤含水量变化值，R为降水量，I为补充水量，E ₁为植物蒸腾水量,E ₂为土壤蒸发量，S为下渗通量；

对比装置组b，模拟原状陆生植物密度及遮阴度但无实际陆生植物处的水量平衡关系如式(2)：

△ ₂＝R+I-E ₂-S         (2)

其中，△ ₂为对比装置组b中土壤剖面水分仪测得的土壤含水量变化值，R为降水量，I为补充水量，E ₂为土壤蒸发量，S为下渗通量；

对比装置组c，上部安置筒状防风罩封闭表层土壤，内无实际陆生植物生长处的水量平衡关系如式(3)：

△ ₃＝R+I-E ₃-S        (3)

其中，△ ₃为对比装置组c中土壤剖面仪测得的土壤含水量变化值，R为降水量，I为补充水量，S为下渗通量，E ₃为上行结水损失量，即回收桶中收集水量；

各土壤剖面水分仪测量的土壤含水量变化由下式(4)确定：

其中，i为土壤剖面水分仪编号；△ _i为第i个土壤剖面水分仪测得的土壤含水量的变化值；j为土壤剖面水分仪上不同深度传感器编号；n为监测土体分层数；h _i,j为第i个土壤剖面水分仪上以第j个传感器为上边缘的土体分层厚度；△W _i,j-1、△W _i,j为计算时段△t内第i个土壤剖面水分仪、第j-1层或第j层土层内土壤含水量变化值，

t ₁、t ₂为计算时段△t时段初、时段末；

根据各土壤剖面水分仪测得的土壤含水量值，由式(5)计算土壤蒸发量及植物散发量(植物蒸腾水量)之和：

E ₁＝△ ₂-△ ₁             (5)

其中，测量区域土壤蒸发量由式(6)计算：

E ₂＝△ ₃-△ ₂+E ₃           (6)。