用模拟方法计算灌区灌水和排水过程

目前国内在水利工程的规划设计中,灌区灌溉用水计算,一般是分别计算各种作物在各个生长阶段的净灌溉定额,用净灌溉定额乘作物面积得净灌溉用水量.净灌溉定额是用作物各生长阶段的需水量减有效降水量求得.常规的方法在确定作物各生长阶段的需水量时考虑当时土壤水分条件和蒸散发能力的影响不够,甚至未考虑,因而由此计算出的作物各生长阶段需水量与各年作物的实际蒸散发量有很大差别.作物各生长阶段的需水量是作物散发量和棵间蒸发量的总和(即蒸散发量),而蒸散发量又与作物的供水条件(旱作地可用土壤含水量来代表)及蒸散发能力(受气象条件制约)有密切关系,这两种因素在不同的年份差别很大.根据山东省冶源、石马等灌区的试验资料,冬     

鄂尔多斯市潜在蒸散发时空变化分析

依据Priestley-Taylor潜在蒸散发量计算模型,在MODIS、GLDAS等多源遥感数据基础上,对鄂尔多斯市2001—2012年的地表潜在蒸散发进行了模拟。结果表明:基于多源遥感数据的Priestley-Taylor模型对鄂尔多斯市潜在蒸散发的模拟效果较好;从时间序列上看,鄂尔多斯市2001—2012年潜在蒸散发量总体呈增长趋势,增长率为8.26 mm/a;7月潜在蒸散发量为170.44 mm,为全年最大值,5—8月潜在蒸散发量占全年的55.56%;从空间分布上看,鄂尔多斯市潜在蒸散发主要发生在草地、沙漠和耕地,三者的潜在蒸散发量分别占总量的50.62%、34.58%、14.35%。     

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。     

基于 Kc和 NDVI 关系的蒸散发量空间尺度提升 及时空变化

为探究流域长时序高空间分辨率蒸散发量计算对区域水资源开发利用、水利工程规划设计及农业可持续发 展的重要意义,以河北省邢台市柳林流域为研究对象,基于 Penman-Monteith 模型和蒸渗仪实测蒸散发数据计算 不同时期的流域作物系数（Kc）,并建立 Kc与归一化植被指数（normalized?difference?vegetation?index,NDVI）的关系, 利用 250?m 分辨率 NDVI 产品将蒸渗仪测算的蒸散发量升尺度到柳林流域,计算流域各网格 2000—2021 年的蒸 散发量,分析蒸散发量的时空变化规律。结果表明：柳林流域多年平均潜在蒸散发量为 1?135.6mm,呈下降趋势; 多年平均蒸散发量为 591.4mm,呈上升趋势。蒸散发量在空间上西北高东南低,四季蒸散发量空间分布特征与多 年平均蒸散发量一致,且季节上分配不均。基于 NDVI 估算的蒸散发量与水量平衡法计算的蒸散发量 2000—2020 年多年平均相对误差为 7.9%,说明利用 Kc与 NDVI 关系可以较精确地对蒸散发量进行空间尺度提升。     

基于灌溉水有效利用系数法对吉林省白沙滩灌区灌溉效率评估

基于遥感蒸散发SEBAL模型,估算了吉林省白沙滩灌区各地区的蒸散发量,并结合降雨、引水量、排水量等数据,计算了灌区内各地的灌溉期灌溉水有效利用系数,从而得出该灌区各地不同月份的灌溉效率,为该灌区的灌溉水资源规划与管理提供科学依据。     

引黄灌溉对位山灌区的保障作用及其节水途径分析

位山灌区年均灌溉水量占降雨量的1/3,灌溉是位山灌区作物需水的重要水源补充.对灌区地下水位空间分布特征与长期变化趋势的分析表明,引黄灌溉是位山灌区现状地下水位特征的重要成因.采用农田尺度的水循环模型Hydrus-1D定量分析了灌溉对地下水位的影响,认为若不进行灌溉,灌区地下水位将比进行灌溉时低接近1m,且作物生长将受到胁迫.灌区节水途径可包括加强节水改造、改进灌溉方式以及调整灌溉频率等方面.     

汾河灌区主要作物需水量及灌溉水量分析

灌溉农业对我国粮食安全具有重要意义,为保证粮食生产,灌溉计划应与灌区现状相适应。本文利用太原气象站和介休气象站1951—2014年的气象数据,根据Penman-Monteith公式计算参考作物日蒸散发量,并结合作物系数,得到不同生长阶段冬小麦和春玉米的需水量;同时计算不同阶段的有效降水量,分析不同阶段的水分亏缺量。分析结果表明:冬小麦生育期总缺水量约为300 mm,开花灌浆期的缺水量占一半,建议生育期灌水3～4次,尤其要保证灌浆期的灌溉水量。春玉米生育期总缺水量约220 mm,拔节期和灌浆期的缺水量约占总量的一半,建议生育期灌溉2～3次。     

基于AquaGIS模型的盈科灌区制种玉米农业用水效率分析

盈科灌区是黑河流域中游绿洲典型灌区之一,该灌区农业用水效率较低,农业用水矛盾十分突出。制种玉米是灌区主要种植作物,研究制种玉米的优化灌溉制度对实现该区域农业用水可持续发展具有十分重要的意义。利用分布式作物模型AquaGIS模型,基于盈科灌区土壤质地的空间变异性对该灌区制种玉米灌溉制度进行了优化,提出了适合灌区实际配水情况的最佳灌溉制度。通过灌溉制度优化,灌区制种玉米蒸散发量减少36~53mm,水分生产率WPET增加5%左右,灌溉水生产率WPI增加25%~48%,极大地提高了灌区农业用水效率。同时,对该灌区不同水文年灌溉制度进行优化,综合对比灌区制种玉米WPET、WPI和产量,其中丰水年灌溉3次、平水年灌溉4次、枯水年灌溉5次可以实现农业用水效率最高,为灌区高效节水灌溉提供理论指导。     

蒸发皿蒸发和潜在蒸散发对气候变化的响应

基于Penman-Monteith公式研究了黄河流域1956—2001年间潜在蒸散发量和实测蒸发皿蒸发的时空分布和变化规律,并重点分析了蒸发皿蒸发量变化的原因。结果表明:在年和季节尺度上,Penman-Monteith潜在蒸散发量和实测蒸发皿蒸发量的相关系数很高;从空间分布来看,年均潜在蒸散发量和蒸发皿蒸发量均从东北到西南逐渐减小;从时间趋势来看,黄河流域蒸发皿蒸发量有明显的减小趋势,并且春季和夏季蒸发皿蒸发量的减小趋势尤为明显;风速的显著减小可能是导致黄河流域年蒸发皿蒸发量显著减小的主要原因。     

景泰川灌区水循环要素变化特征研究

为了深入研究景泰川灌区变化环境下水资源形成及水循环演化规律,实现高扬程引黄灌区水资源高效合理利用与生态环境保护,研究选用Mann-Kendall趋势检验法和非参数Mann-Kendall突变检测法对景泰川灌区1960-2008年的降水量、蒸发量等水循环要素进行时间变化特征分析。结果表明:灌区多年平均降水量为185. 49mm,49 a中,多年降水量的正负距平幅度大致相同,降水偏多与偏少期呈周期性交替出现;蒸发量多年平均值为2 554. 25 mm,其中有31a蒸发量低于此值;灌区夏季降水量占全年降水量的57. 4%,为四季最大,其次是秋季、春季,冬季的降水量为最小;夏春两季蒸发量分别占全年蒸发量的40%和33%,为主要蒸发集中时间,秋季的蒸发量次之,冬季蒸发量仅占全年的8%,为全年最少;在研究时段内,灌区年降水量没有发生突变现象;年蒸发量1972年出现降低的突变,1974年开始剧降,下降幅度大约为481. 4 mm。     

近30年吐鲁番盆地地下水动态特征及影响因素分析

本文利用吐鲁番盆地1987—2017年降水数据,分析了近30年该地区降水年内、年际变化特征,并对降水的趋势性进行了分析。对吐鲁番盆地1988—2016年地下水位埋深数据进行了年内、年际变化特征分析,并运用克里金插值法进行空间插值,得出地下水位埋深分布及变幅。利用pearson相关分析方法分析了影响吐鲁番盆地地下水水位动态的因素。分析结果显示:近30年吐鲁番盆地多年平均降水量为16.5 mm,降水主要集中在6—8月(夏季),夏季降水总量占全年降水的50%以上;降水的年际变化没有明显的趋势性。地下水位埋深在空间上由南向北逐渐增大,南盆地地下水位埋深0～50 m,北盆地埋深在50 m以上。不同地貌区年内地下水位埋深变化呈现出不同形态,整个盆地范围内地下水位埋深逐年增大,近30年吐鲁番盆地地下水位埋深增加了5.5 m。降水和潜水蒸发与地下水位埋深不存在相关性,开采量是影响吐鲁番盆地地下水位埋深的主要因素。     

河北省地区50年来降水变化特征分析

利用河北省地区石家庄、张家口、承德、保定以及北京和天津6个典型气象站点1960年-2009年共50年的降水资料,运用Mann-Kendall秩相关检验法和Morlet小波变换等方法,分析了该地区近50年来降水变化特征。研究结果表明:①整体上河北省多年平均年降水在500mm以上(张家口站除外),降水集中在夏季,约占全年68%;②降水量的年际变化呈一定的减少趋势,但趋势性不明显,其中平原地区年降水量变化率相对较大;③从较大尺度来看,河北省平原区降水量存在约10年左右的周期,而山区存在15年左右的周期,且在未来的一段时间内,降水仍旧偏少;④河北省北部地区年降水量在20世纪70年代中后期和90年代中后期各发生过一次突变。     

鄱阳湖区分级雨日及雨量变化特征分析

为了分析鄱阳湖区降雨量的变化特征,按照相关标准对年降雨日数和降雨量进行分级,深入研究各级雨日(量)的年际变化特征和年内分配规律。利用鄱阳湖区都昌站1953—2012年逐日降雨资料,采用趋势突变检验、Hurst指数、集中度和集中期等方法对鄱阳湖区年和季节分级雨日(量)的变化特征进行分析。研究结果表明:①鄱阳湖区年平均降雨日数为134 d,其中,小雨日数、中雨日数、大雨日数和暴雨日数所占雨日的比例分别为70.9%,18.66%,8.2%,2.98%;过去几十年,年总雨日数、小雨日数和暴雨日数均呈现显著减少的趋势并可能持续减少,年总雨日数在1978年发生突变,突变后雨日数减少了14 d;季节性降雨中,春、夏2季以大雨暴雨为主,秋、冬2季以小雨、中雨为主。②鄱阳湖区年平均降雨量为1 335.66 mm,小雨、中雨、大雨和暴雨占年降雨的比例分别为20.74%,29.50%,27.35%,22.41%;过去几十年,年降雨量呈显著减少趋势并可能继续减少,并在1976年发生突变,突变后年平均降雨量减少了301.26 mm。③鄱阳湖区降雨集中度平均为0.4,但受降雨年内分配的影响,降雨集中度年际差异较大;降雨集中期主要集中在3月中旬—6月中旬,其中,4月中旬—5月中旬占了71.43%。鄱阳湖区降雨日数的减少主要是由小雨日数减少引起的,降雨量的减少是各级雨量共同减少造成的;降雨集中度的大小与大雨和暴雨量所占年降雨量的比例密切相关,且与降雨不均匀系数显著正相关。研究结果可为进一步认识鄱阳湖湿地水文情势变化特征提供依据。     

中国大陆降水时空格局演变新事实

基于1961年-2014年54年的降水格点数据,利用反距离权重法插值计算分析了中国大陆年降水时空分布,对年降水量进行分类,统计出54年的各个降水分区所占面积变化特征。引进降水重心概念,以年降水量为权重,计算出中国大陆54年的年降水重心并分析其移动特征。结果表明,各个降水分区面积变化与重心移动整体上为随机性序列,波动性明显。其中年降水量在400~600mm的面积占比最大,趋势性最明显,波动幅度最大;受东北和华北地区的降水变异特征显著的影响,年降水重心在东北-西南方向的离散度较大,具有指示局部气候异常的作用。降水重心的纬度与1 400mm的分类降水面积相关性最大,经度方向相关性不明显。在54年时间尺度和中国大陆空间尺度下,气候变化中的整体降水格局未发生重大改变。     

唐山市降水量序列变化规律分析

利用唐山市1956年-2006年降水量资料,分析该区域降水量变化情况。采用数理统计方法对降水量的年内变化与年际变化进行分析,年内降水比较集中,80％降水量集中在汛期,年际变化的极值比在4．0左右。采用Mann—Kendall非参数秩次相关检验法对降水量序列进行趋势分析,降水量呈递减趋势。对降水量变化过程进行变异点的识别与检验,1981年降水量过程发生显著突变。采用模糊假设检验法对降水量系列进行周期性分析,唐山市降水量变化存在40-50年的中周期。降水量是地表水、地下水的补给来源,研究和分析降水量变化特征,对制定水资源开发利用方案、合理配置水资源具有重要意义。     

海河流域近50年降水变化多时间尺度分析

采用Morlet小波分析方法,对海河流域1956—2006年近50年的降水变化进行多时间尺度分析。结果表明,海河降水变化存在明显的年际变化和年代际尺度的周期性变化。海河流域降水存在4、7、10、准24年的主周期变化,且大时间尺度变化较为规则,为准周期振荡。近50年来海河降水总的趋势在下降,但在2006年后的一段时期内可能处于一个降水偏多期。     

1951—2017年通辽地区气温、降水和蒸发演变规律研究

科学分析气温、降水和蒸发的演变规律,可为地区合理利用气候资源和发展农业生产提供参考依据。以 1951—2017 年通辽气象站的气候资料日值数据集为基础,运用年份突变检验、年际趋势分析和周期震荡分析等方法研究多时间尺度下年平均气温、年降水量和年潜在蒸发量的变化特征。运用 Mann-Kendall 检验、有序聚类检验和滑动 t 检验分析气候要素的突变特征,运用线性趋势和滑动平均分析气候要素的年际趋势,运用 Morlet 小波分析气候要素的周期震荡。结果表明: 年平均气温和年潜在蒸发量呈显著上升趋势,其变化率分别为 0. 38 ℃ /( 10 a) 、41. 40 mm /( 10 a) ; 年降水量呈微弱下降趋势,其变化率为－5. 26 mm /( 10 a) 。气温、降水和蒸发的突变年份分别为 1987 年、1963 年和1995 年。上述气候要素突变年份前后 10 a 均值的变幅分别为+14. 60%、－22. 74%、+8. 43%。56 a、15 a 为气温的第一、第二主周期; 41 a、18 a 为降水的第一、第二主周期; 55 a、30 a 为蒸发的第一、第二主周期。年潜在蒸发量具有 55 a 的显著变化周期。     

气候变化影响下的赣江流域水资源变化趋势与幅度分析

利用全球气候模式输出结果,经统计降尺度模型降解后得到流域尺度的降水和气温要素,根据实测资料建立气温—蒸发回归关系以及新安江水文模型,使用耦合模拟和MK趋势分析评估未来气候变化情景下赣江流域水资源量的变化趋势和幅度。研究结果表明:未来不同排放情景下的年降水量、年蒸发量和年径流量等水文气候要素变化趋势以显著增加为主。未来年降水量、年蒸发量和年径流量的多年平均值相对基准期有较小幅度增加,最大增幅为年径流量的13.81%。降水、蒸发和径流的年内变化有明显的季节性特征,汛期径流增加、非汛期径流减少的不均匀情况加剧,在一定程度上可能增加赣江流域未来的防洪压力和枯水期供水压力。     

渭河源区水文气象要素演变趋势及阶段性分析

研究渭河源区水文气象要素变化特征,并进一步分析各个要素之间的相互关系,为渭河源区水资源的合理开发利用提供科学依据与技术支撑。采用坎德尔秩次相关、斯波曼秩次相关、线性趋势回归检验法对渭河源区水文气象要素变化趋势进行检验,利用M-K检验法找出各要素的突变年份,运用多元线性回归分析法分析不同阶段降雨、蒸发量对径流量的影响程度。结果表明:近30年来渭河源区年降水量与四季降水量均呈不显著减少趋势,年蒸发量与春、夏季蒸发量呈显著增加趋势,年径流量与夏季径流量呈显著减少趋势,冬季径流量呈不显著增加趋势。年降水量和年径流量均在1993年发生显著性突变,年蒸发量在1990年发生显著性突变。分析得出:1981-1993年年径流量变化主要受降水量变化影响,1994-2010年径流量变化主要受蒸发量变化影响。