淮河流域蒸散发能力估算研究

蒸散发能力是水文模型的重要输入项,合理估算流域蒸散发能力直接影响流域产流量的计算精度。选取淮河息县以上流域为研究区,构建考虑土壤蒸发和植物散发的分布式双源蒸散发能力计算模型,并将能逐日动态模拟叶面积指数的植物生长模型与其集成,以日为时间尺度,基于流域土地利用、气象和植物生长资料,计算了2000-2008年研究区每个1 km×1 km栅格的蒸散发能力,并将蒸发皿所在网格的蒸散发能力计算值与蒸发皿观测得到的水面蒸发值进行了相关性分析。结果表明:模型计算的蒸散发能力能较好地反映流域实际蒸散发能力,可以为分布式水文模型提供蒸散发能力输入资料。研究成果为淮河流域蒸散发能力的计算提供了新的途径,对其它流域蒸散发能力的计算也具有参考价值。     

基于BTOPMC模型的NDVI分辨率影响研究

归一化植被指数NDVI是S-W模型计算蒸散发的主要输入资料之一。分别采用月分辨率和10d分辨率的NDVI估算黄泥庄流域1985~1987年蒸散发能力并驱动一个水文模型,以研究NDVI分辨率对蒸散发能力估算和水文模型精度的影响。结果表明:由10d分辨率NDVI计算的根系层蒸发能力和植被截留蒸发能力都比由月分辨率资料计算的值小,年根系层蒸发能力减少9.77%~13.64%,植被截留蒸发能力减少5.34%~8.43%,并且,NDVI分辨率在夏季对根系层蒸发能力影响较大,而在冬季对截留蒸发能力影响较大。利用估算的两种蒸散发能力值分别驱动BTOPMC模型并分别率定参数,模型两种模拟结果较接近,水文模型对NDVI分辨率并不敏感。     

大连地区降雨产流模型探讨

大连地区属低山丘陵地区，多年平均降水量为600～1000mm，降水年内分布极不均匀，多年平均径流深200～450mm，属贫水地区．在水文预报中，降雨产流模型为蓄满产流模型，采用降水、蓄渗、蒸散发和径流的黑箱子模型，可求出流域的蓄渗量、蒸散发量和径流量．蓄渗量和蒸散发量由三层蒸散发模型确定，径流量由蓄满产流模型确定．该模型已在大连地区几座大型水库的洪水预报中得到应用，基本可达到水库控制运用的要求．     

黄河下游大型引黄灌区蒸散发长期变化特性

采用生态水文模型模拟黄河下游大型引黄灌区———位山灌区1984—2006年的水量平衡过程,分析蒸散发量的长期变化规律。结果表明:位山灌区多年平均蒸散发量为596mm,占降雨和灌溉总量的82%;小麦和玉米生长期内多年平均蒸散发量分别为284mm和314mm,分别占降雨和灌溉总量的99%和71%;降雨量的年际变异性较大,但受灌溉的影响蒸散发量的年际变异性较小,且无显著的时间变化趋势;作物主要生长期内蒸散发量的年际变化主要与潜在蒸发量有关;蒸散发量的季节变化主要受潜在蒸发量和作物生长过程的控制。     

基于REDRAW 模型的黄河河龙间近年蒸散发特性研究

基于参照干湿限的遥感蒸散发模型(REDRAW)反演了黄河中游河龙区间5个典型子流域2000—2010年的蒸散发,结合归一化植被指数(NDVI)分析了区域蒸散发的年内和年际特征。年尺度流域水量闭合验证结果表明,REDRAW模型反演的区域年蒸散发多年平均为358.3 mm,接近降雨径流之差351.4 mm,平均相对误差2.6%,年尺度ET反演结果较为合理,说明REDRAW在研究区域具有一定的适用性。区域蒸散发与NDVI年内变化较为一致,年际变化存在一定正相关,11年间增长趋势较为明显。区域NDVI的显著增加与植树造林等水保措施有关,结合流域的降雨径流等水文数据分析可知,植被覆盖的增加一方面增加蒸散发耗散,另一方面通过截留等作用促使径流减少。     

不同蒸散发模型在湿润地区的适用性研究

为研究不同蒸散发模型在估算湿润地区蒸散发量方面的适用性,以淮河大坡岭以上流域为研究对象,构建了考虑植被叶面积指数的分布式彭曼蒸散发模型及双源蒸散发模型。通过计算流域2010～2018年逐日蒸散发能力,并建立上述模型计算值与蒸发皿实测值的拟合关系,比较了两个模型的计算精度。结果表明:彭曼蒸散发模型及双源蒸散发模型计算的流域蒸散发能力值与蒸发皿实测值,在时间上具有较好的相似性和一致性;且双源蒸散发模型计算的流域蒸散发能力与蒸发皿实测蒸散发值的相关关系好于彭曼蒸散发模型。研究结果可为估算湿润地区的蒸散发量提供支撑。     

西南地区气象干旱向水文干旱传播的特征

为了解西南地区气象干旱向水文干旱传播的特征,采用西南地区1968—2017年101个气象站观测资料和8个水文站月径流资料,计算了标准化降雨蒸散发指数(SPEI)和标椎化径流指数(SRI),基于皮尔逊相关系数(PCC)确定了干旱响应时间并结合游程理论识别、融合和剔除干旱事件,构建了线性干旱传播模型并确定了西南地区部分流域气象干旱向水文干旱传播的触发阈值。结果表明：西南地区干旱响应时间为2～7月;水文干旱敏感度分布与气象干旱传播率分布较为一致;干旱烈度传播阈值较小的流域,水文干旱事件历时更长。     

城市背景下草地植被根系层蒸散发及土壤水分模拟

为揭示城市化背景下草地植被根系层蒸散发和土壤水分的变动特性,选取扬州大学扬子津校区农水与水文生态实验场的禾草坪为研究区,对集中降雨事件同期的土壤水分变动过程进行分析,采用Penman-Monteith公式推求草地植被生长期内根系层(0～30 cm深度)的蒸散发量,并分析其变化特性。基于Richards方程构建研究区的一维土壤水分计算模型,在检验模型适用性的基础上,对草地植被根系层土壤水分变化过程进行模拟。结果表明:草地根系层土壤含水量在集中降雨期间有较明显的增加,而后逐渐减小,但不同深度的土壤含水量的增加幅度和变动过程存在较明显的差异;ET与降雨的联系密切,在集中降雨发生后,ET通常有较大幅度的增加;在计算时段内,所构建的一维土壤水分计算模型具有较高的计算精度。研究结果可以为城市化背景下草地植被根系层蒸散发及土壤水分运动的研究提供部分基础数据和方法上的借鉴。     

CRAE模型在新疆和田绿洲的适用性分析

新疆和田绿洲降水较少和气候干旱,蒸散发是区域内水分消耗的主要途径,合理估算蒸散发量可为绿洲地区水资源的合理配置等提供依据。利用和田站2006-2014年的气象资料以及2006-2014年的水文资料,运用CRAE模型和水量平衡法计算和田绿洲实际蒸散发量,验证CRAE模型在该地区的适用性。结果表明:模型模拟结果平水年和多年平均实际蒸散发量结果较好,枯水年和丰水年的结果误差较大;模型计算的蒸发能力ET_p与P-M公式和Hargreaves公式相比结果更为合理;利用水量平衡系数、总量平衡系数和相关系数对计算结果进行评价,误差均在合理范围内。CRAE模型在和田绿洲地区应用效果较好,可用于估算该地区多年实际蒸散发量。     

复合生态系统的降雨截留过程模拟

在水文水资源分析计算中，对降雨损失的处理，往往只对蒸散发和土壤下渗量进行计算，忽视了植被的降雨截留损失，这样至少说在理论上是不完善的。因而，在水文分析计算中，准确模拟植被的降雨截留过程，对合理评价水资源量，具有现实意义和理论价值。在系统分析复合生态系统的降雨截留过程的基础上，建立了半理论的复合生态系统截留计算模型，用于小型生态流域模拟降雨截留过程，不仅丰富了水文学的内容，而且完善了降雨损失计算的理论。     

雅鲁藏布江流域潜在蒸散量计算方法

文中用NOAA数据、DEM数据结合实测气象数据对Penman公式进行修正,再用修正后的Penman公式计算雅鲁藏布江流域潜在蒸散量。方法上,把气象与水文站点点数据如气温、总云量、风速、水汽压、地面温度、相对湿度、日照百分率等用遥感软件转换成流域面上的栅格数据,并使其投影与NOAA数据一致,在DEM的支持下,用修正的Penman公式计算出流域面上的潜在蒸散量。验证流域潜在蒸散量需要把流域站点20 cm口径的蒸发皿蒸发量转换成大型蒸发池蒸发量。结果表明,流域大部分站点的潜在蒸散量计算精度在75%以上。     

厄瓜多尔区域水文平衡研究

采用厄瓜多尔147个气象站多年实测降水、温度、风速、湿度、日照等气象数据,分析研究了西部太平洋水系区、中部安第斯山区和东部亚马逊平原区降水、潜在蒸散发、土壤水分储存变化、实际蒸发量及土壤水的盈余或赤字量等水文平衡过程。研究方法基于Thornthwaite水平衡模型,需要输入降水量、潜在蒸散发量和土壤最大含水量等重要参数。潜在蒸散发量研究采用FAO-56 Penman-Monteith法和改进的Thornthwaite法。研究成果清晰展示了降水、蒸发、水量盈余或赤字的时空分布,对于研究该地区土壤水分的变化,优化农作物种植结构及播种、灌溉时机,水资源优化配置和水利工程规划可提供重要参考。     

A MACRO-SCALE SEMI-DISTRIBUTED HYDROLOGICAL MODEL AND APPLICATION TO THE DATONG RIVER VALLEY

1.INTRODUCTION TheYellowRiverisimportantwatersourcein north westChinaandtheHuabeiPlain.Therela tivearidclimateandunreasonablehumanactivities havemadewaterproblemsveryseveresuchas floodthreat,dryriverbedandenvironmentsdeg radation.Theproblemshinderthebasinfromsus tainabledevelopment.Soitisofsignificancetoresearchtheproblemsandmastertherulesofrunoff change.Hydrologicalmodelhasbeenplayinga veryimportantroleasatooltomodelrunoff.A numberofresearchershavedonemuchworkabout runoffsimulationand…     

不同蒸发计算方法对水文过程模拟影响的分析

为研究不同蒸发输入对流域水文模拟的影响,以印江河流域印江水文站以上集水区域为对象,将蒸发站蒸发皿实测资料和P-M公式计算的参考作物蒸散发作为模型蒸发输入,应用于垂向混合产流模型进行日径流过程模拟。研究结果表明,以P-M公式计算的参考作物蒸散发为蒸发输入的垂向混合产流模型,其模拟精度总体上要高于以蒸发皿实测蒸发为输入的模拟精度,能够更合理地模拟印江河流域的日径流过程。     

毛乌素沙地水分蒸发和草地蒸散特征的比较研究

本文针对毛乌素沙地水资源的高效利用问题，主要探讨了干沙层的形成及其对土壤水分蒸发特性的影响以及草地的蒸散量。结果表明沙丘沙的水分蒸发量主要取决于干沙层的厚度和地温的高低，并可用干燥表层法模型简单求算，结果是蒸发速率的平均值约为0.04mm/h，日平均蒸发量为1mm(夏季).同时在毛乌素沙地进行了草地蒸散量的实地测定，其结果是远远大于沙土的蒸发量。如生长良好的沙打旺日蒸散量平均约为5mm.本项研究对沙质荒漠化地区水资源高效利用有一定参考意义。     

基于LAI的PM蒸散发计算模型及应用

采用空间分辨率为8 km×8 km、时间分辨率为15 d的美国航空航天局(NASA)全球监测与模型研究组发布的卫星GIMMS/NDVI数据,反演了褒河流域叶面积指数(LAI)的空间分布,引入基于LAI的Penman-Monteith模型,模拟了褒河流域蒸散发能力的时空分布,分析比较了不同植被覆盖下蒸散发能力的变化规律。结果表明:褒河流域植被蒸腾作用强于土壤蒸发,并且不同的植被覆盖对蒸散发能力的大小和时间分布有着显著的影响。     

西藏那曲流域典型测站气候特征分析

以西藏那曲流域的安多站和那曲站两个气象站点逐日气象数据为基础,分别采用Mann-Kendall检验、最大熵谱分析、滑动t检验、Yamamoto检验等方法对两站点的降水量、无雨日、年平均气温以及潜在蒸散量的趋势性、周期性、突变性进行检验,并对降水的年内分配以及不同强度的降水变化趋势进行分析。结果表明:安多站和那曲站年降水量呈显著上升趋势,无雨日显著下降;降水以夏季降水为主,主要分布在6~9月,且以小雨等级为主,中雨次之;各等级降水的年降水量和频次均呈上升趋势;年平均气温、年最低最高气温均呈上升趋势,且年最低气温上升趋势较年最高气温显著,两站年最大温差呈下降趋势;潜在蒸散量的变化趋势与年平均气温的趋势相似。     

浅地下水埋深区潜水对SPAC系统作用初步研究

在地下水埋深较浅的地区，潜水参与和影响了SPAC系统的水分、生物、化学等过程。禹城综合试验站和南通农水科研站试验结果表明，潜水对土壤－植物－大气连续体的水分过程和生物过程都有着显著的作用。禹城试区1998年玉米灌浆期腾发量的15.69%是由地下水蒸发“贡献”的；南通农水站试验表明，潜水通过控制土壤水分分布影响冬小麦根系发育和冬小麦产量，统计结果显示：对于冬小麦，在没有灌溉的条件下，存在着一个最优地下水位埋深，约在1.5m左右。研究成果对于深入分析水系统水分运移规律和充分利用地下水、制定合理的节水灌溉方案以及通过控制地下水对农作物生长进行调控等有着一定的理论价值和生产意义。     

Tomato and cowpea crop evapotranspiration in an unheated greenhouse

With the development of protected cultivation of vegetables in China, it is necessary to study the water requirements of crops in greenhouses. Lysimeter experiments were carried out to investigate tomato （2001） and cowpea （2004） crop evapotranspiration （ETc） in an unheated greenhouse in Eastern China. Results showed remarkably reduced crop evapotranspiration inside the greenhouse as compared with that outside. ETc increased with the growth of the crops, and varied in accordance with the temperature inside the greenhouse and 20-cm pan evaporation outside, reaching its maximum value at the stage when plants’ growth was most active. Differences between the variation of crop evapotranspiration and pan evaporation inside the greenhouse were caused by shading of the pan in the later period when the crops were taller than the location where the pan was installed, 70 cm above ground. The ratio of crop evapotranspiration to pan evaporation was not constant as reported in previous studies, and the variation of the inside ratio αin lagged behind that of the outside ratio αout. Simulation of crop evapotranspiration based on 20-cm pan evaporation inside the greenhouse is more reasonable than that based on 20-cm pan evaporation outside, although pan evaporation outside is more consistent with ETc than that inside. The value of αin, calculated based on air temperature, relative humidity, and ground temperature inside, plays a dominant role in the calculation of ETc. As the crop height increases, altering the location of the inside pan and placing it above the canopy, out of the shade, would help to achieve more reasonable values of crop evapotranspiration.