新疆降水量与参考作物腾发量的年际变化特性

为了深入、系统地研究新疆地区降水量和参考作物腾发量的年际变化规律,在运用FAO-56Penman-Monteith公式计算新疆地区52个气象站点的年参考作物腾发量序列基础上,采用MannKendall趋势检验法和BG分割算法对各站点的降水量和参考作物腾发量序列的趋势性、突变性等年际变化特征进行了具体研究。结果表明:近60年来,新疆地区年降水量整体上呈增加趋势,而参考作物腾发量整体上呈减小趋势;参考作物腾发量的突变较降水量的突变更为频繁和复杂;新疆地区农业生产的水资源天然供需条件有改善倾向,有利于农业生产发展。     

称重式蒸渗仪和管式土壤水分仪在作物腾发量测试实例中的应用结合

作物腾发量是田间水循环和水量平衡系统不可缺少的重要组成部分,深入研究作物腾发量对于作物需水量估算、灌溉制度制定、灌溉系统规划设计等均具有重要的作用和意义。作物腾发量的研究主要通过田间灌溉试验来开展,运用到的设备技术多种多样,实例中用到的就是一种称重式蒸渗仪和一种管式土壤水分测试仪,研究结果可为从事灌溉试验研究人员提供参考。     

参考作物腾发量空间分形特征初探

受作物本身生理机制以及近地层气象因子非线性、非平稳化随机变化的影响,参考作物腾发量在空间尺度上呈随机分布。基于此,本文运用分形理论,研究了参考作物腾发量空间分形特征,结果表明参考作物腾发量在一定空间尺度范围内存在一无标度区间,在该无标度区间内参考作物腾发量具有自相似特点。将此方法运用于湖南省参考作物腾发量空间分形特征研究,取得了满意结果,该方法为有资料地区参考作物腾发量成果推广和移植至无资料地区提供了一定的理论依据。     

基于模糊神经网络的参考作物蒸腾量预测研究

为准确估算灌区作物需水量,建立了基于模糊神经网络的参考作物腾发量时间序列预测模型。采用宝鸡地区1954—2004年逐月气象资料,利用主成分分析法提取影响参考作物蒸发蒸腾量的主要影响因子,获得4个综合变量作为输入向量,用彭曼-蒙蒂斯公式计算的参考作物蒸发蒸腾量作为目标向量。运用matlab进行编程,应用模糊神经网络模型预测参考作物腾发量。结果表明:12组测试集样本的平均相对误差绝对值为5%,最大相对误差为11.4%,最小相对误差为0.4%;模糊神经网络模型与用彭曼-蒙蒂斯公式计算值有很高的一致性。     

通辽市参考作物腾发量变化及其影响因素分析

为了研究分析在气候变化条件下通辽市参考作物腾发量的变化特征及其影响因素,本文以通辽地区1951―2014年的气象数据为基础,采用FAO推荐的Penman-Monteith公式对该地区的参考作物腾发量进行推算,分析其在年际间的变化趋势,并选取主要气象影响因素进行参考作物腾发量的敏感性分析。结果表明:(1)通辽市多年平均参考作物腾发量为2.75mm·d-1,年际间变化幅度相对较大,1951―2014年的参考作物腾发量在3.28―2.32 mm·d-1内波动。(2)该地区由于冬季处于冰冻状况,导致季节间参考作物腾发量差距较大,冬季平均日参考作物腾发量仅为0.73 mm·d-1,夏季高达4.36mm·d-1。(3)选取的4个主要影响因素中,日平均相对湿度的变动对参考作物腾发量的影响最大,其次为日最高温度、日平均风速、日照时数。     

本溪地区参考作物腾发量时空演变特征及气候影响因素研究

参考作物腾发量（ET0）为制定合理的作物灌溉制度和区域灌溉方案提供了基本依据,使作物需水量估算有了统一的基础。本文基于本溪地区4个气象站（本溪站、本溪县站、桓仁站、草河口站）逐日气象资料,采用Penman-Monteith公式,计算得出四站年内及年际参考作物腾发量ET0。运用气候趋势系数法研究各个参数的变化趋势及ET0的演变特征。结果表明本溪地区参考作物腾发量年际变化幅度不大, ET0总体呈平稳下降趋势;而年内变化较大,呈单峰型变化曲线,5月份腾发量最大,1月份最小,夏季平均腾发量要高于春季,冬季腾发量最少,各站变化一致, ET0呈现明显的以年为周期的变化特征。本溪地区参考作物腾发量由东南向西北递增,蒸发梯度变化不是很大。     

基于GRNN神经网络的参考作物腾发量预测

参考作物腾发量是估算作物蒸发蒸腾量的关键参数,它的准确预测对提高作物需水预报精度具有十分重要的意义。由于参考作物腾发量与各气象因子呈非线性关系,将GRNN神经网络引用于参考作物腾发量预测中,并以铁岭市为例,对比分析了GRNN模型与BP模型的预测结果。分析表明：GRNN模型不仅训练速度快,还具有比BP模型更高的预测精度、逼近性和稳定性。     

气候变化下的淮河流域中部地区参考作物腾发量变化分析

气候变化引起参考作物腾发量(ET0)的变化,由此影响作物的实际腾发量、灌溉需水量以及作物产量,本文根据淮河流域中部蚌埠地区57年的气象资料,采用FAO56推荐的Penman-Monteith公式计算参考作物腾发量.分析了淮河流域中部地区参考作物腾发量及各主要气象因素的长期变化趋势,可为该地区的流域水管理提供参考.     

基于Hargreaves法的参考作物腾发量变化趋势分析

采用Hargreaves法计算了葫芦岛市2011年2月至2018年1月间的逐日参考作物腾发量,并基于计算结果对其年际与月际变化趋势进行分析。结果表明,在年际变化方面,葫芦岛市的参考作物腾发量呈现上升趋势,平均每年增长0.058 mm/d;在月际变化方面,6月最高、为5.20 mm/d,而1月最低、为0.54 mm/d;除8月与10月外,各月份的参考作物腾发量均呈上升趋势。分析结果可以对基于Hargreaves法的参考作物腾发量变化趋势分析提供经验,并为葫芦岛市的作物需水量评估提供科学支撑。     

单作物系数法在作物需水量计算中的应用

作物需水量主要受土壤、气候及作物生长特性等影响,其计算精度直接影响到灌区设计规模。笔者结合秘鲁南部水资源综合规划项目中的灌溉专题研究工作,以Tambo流域为例,通过收集整理研究区影响作物生长的气候条件、各个阶段作物生长周期、生长参数、土壤参数等基本资料,利用联合国粮农组织推荐的彭曼蒙太斯(Penman-Monteith)公式计算得出参考作物腾发量ET0,并利用单作物系数法计算标准条件下作物腾发量,结合研究区的降雨资料进一步计算作物的需水量,计算成果为灌溉规划以及制定灌溉制度提供依据。     

黑龙江省参考作物蒸散量变化及气象因子分析

为研究中纬度寒区参考作物蒸散量时空变化及影响因子变化,揭示参考作物蒸散量与各气象因子间响应关系,基于黑龙江省34个标准气象站点数据资料,运用Penman-Monteith公式方法计算逐日参考作物蒸散量。利用累积距平、气候倾向率、趋势分析和突变检验、Hurst指数方法,分析了黑龙江省参考作物蒸散量时空变化特征及气象因子间响应关系,明确了产生差异性的主要原因。结果表明:整体上,黑龙江省1990—2019多年平均参考作物蒸散量呈下降趋势;春季相对湿度是影响参考作物蒸散量变化的主要气象因子,而冬季影响参考作物蒸散量较大的气象因子是平均气温;全省高蒸散区集中在以泰来为中心的西南部,低蒸散区集中在以呼中为中心的西北部;风速和气温是影响黑龙江省南部地区参考作物蒸散量变化的主要气象因素,相对湿度是影响北部地区参考作物蒸散量变化的主要气象因素;对未来变化趋势预测表明,黑龙江省Hurst指数为0.60~0.69,说明未来参考作物蒸散量变化呈与现在相同的下降趋势且具有一定持续性。     

作物需水量计算研究进展

评述了作物需水量的计算,并着重分析了基于参考作物蒸发蒸腾量计算作物需水量的方法.提出了作物系数、土壤水分修正系数需要进一步研究的观点,并指出作物系数不但随作物生长发育时间而变化,也受气温和土壤水分状况累积效应的影响,土壤水分修正系数也有建立包含作物根系深度等因素的计算模型的必要.     

鲁北地区秸杆覆盖对冬小麦需水量、作物系数及水分利用效率的影响

作物系数和需水量是制定作物灌溉制度和计算区域水资源平衡的重要参数,不同气候和不同栽培条件下作物系数和需水量会发生变化。通过大田试验,以Penman-Monteith公式计算小麦播种~成熟期间参照作物蒸散量,并利用农田水量平衡方程及土壤水分胁迫系数计算作物实际蒸发蒸散量,进而对小麦秸杆覆盖和露地栽培条件下各生育阶段的作物系数进行计算。结果表明,鲁北地区小麦秸杆覆盖栽培比露地栽培生育期内作物需水量减少40.3 mm,作物系数降低9.1%,水分利用效率增加18.0%。冬小麦产量提高10%左右。     

基于灰色关联分析与BP神经网络模型的日参考作物蒸发蒸腾量预测

采用灰色系统理论中的关联分析方法,对影响作物蒸发蒸腾量的各个气象因素进行关联度分析,挑选出影响作物蒸发蒸腾量的主要气象因子,并以这些气象因子为输入向量,以参考作物蒸发蒸腾量为输出向量,建立作物蒸发蒸腾量与主要气象因子之间的BP神经网络预测模型。实例证明：该方法简单可行,预测精度较高,能满足实际生产需要。     

利用SPAC模型对冬小麦蒸散发的研究

根据SPAC模型对不同灌水处理下冬小麦返青至成熟期田间水热传输及转化规律的数值模拟结果，拟合了根据地表以下1m土层贮水量和参考作物腾发量进行农田蒸散发估算的经验公式。利用经验公式和SPAC模型对不同灌水处理和不同潜水埋深下冬小麦返青至成熟期的蒸散发进行了计算，结果吻合良好。     

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。     

基于蒸腾蒸发量的区域真实节水研究

本文提出以区域允许蒸腾蒸发量的控制来实现区域真实节水的技术框架,将节水由原来的只注重取水量的节约扩展到真正耗水量的节约上。该框架以蒸腾蒸发量为控制指标,在不突破流域总可消耗量(蒸腾蒸发量)的基础上,以准天然状态为参考,经由水文模型模拟分别得到流域内各区域允许蒸腾蒸发量、可控和不可控蒸腾蒸发量,并通过作物种植结构调整、减少灌溉水量、保墒等措施对区域可控蒸腾蒸发量调控,实现区域实际蒸腾蒸发量与区域允许蒸腾蒸发量的平衡。最后以河北省馆陶县真实节水为实例,进行了应用研究的尝试。     

北疆高海拔区苜蓿灌溉制度计算分析

以北疆高海拔地区伊吾县和青河县为例,利用Penman-Monteith公式计算参考作物蒸发蒸腾量的方法推算出不同水平年两地苜蓿生育期内地面灌溉、喷灌、滴灌3种灌溉方式下的灌溉制度。结果表明:相同水平年内研究地区均为滴灌灌溉定额最小、灌水次数最多;相同水平年同一灌溉方式条件下,伊吾地区的灌溉次数、灌溉定额均大于青河地区;各水平年内,研究地区7、8月份的灌水次数所占全生育期的比例均较大。计算结果为提高伊吾、青河地区苜蓿灌溉管理水平提供依据,为气候类似的地区制定苜蓿灌溉制度提供参考。     

Estimation of Crop Coefficient and Evapotranspiration of Wheat (Triticum aestivum) in an Irrigation Command Using Remote Sensing and GIS

Remote sensing and Geographical Information System (GIS) techniques were used to estimate actual crop evapotranspiration of wheat crop grown in Tarafeni South Main Canal (TSMC) irrigation command of West Bengal State in India. The area under wheat crop was clipped from landuse/land cover map generated from Indian Remote Sensing Satellite P6 (IRS P6) image of January, 2004 for winter season 2003–04. The IRS P6 image and four wide field sensor (WiFS) images for different months of winter season were used to determine the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and Soil Adjusted Vegetation Index (SAVI) for area under wheat crop. The relationship between vegetation indices and crop coefficients (K_c) of wheat for corresponding months were developed. Based on these developed regression equations crop coefficient maps were generated for each month of wheat crop season. Monthly reference crop evapotranspiration (ETo) was estimated based on FAO-56, Penman–Monteith method. ETo was combined with spatially distributed K_c maps of different months of wheat crop season to generate crop evapotranspiration (ET_c) maps of each month. The crop water demand of wheat estimated using spatially distributed ET_c maps for months of December 2003, January 2004, February 2004, March 2004 (1st Fortnight) and March 2004 (2nd Fortnight) were found to be 3.98, 8.14, 4.66, 2.49, and 1.21 million cubic meter (MCM) respectively. Based on crop evapotranspiration the total crop water demand of wheat crop in irrigation command of TSMC was estimated as 20.48 MCM.     

参考作物蒸腾量的多重分形特性分析

分析ET(Evapotranspiration,参考作物蒸腾量)的动力学特性,有助于进行中长期需水量的分析与预测。将多重分形特性分析方法应用于1978-2007年间30 a汉江流域3个典型站点(钟祥、天门、武汉)的参考作物ET时间序列。结果表明,逐日参考作物ET序列不仅具有不规则的高频振荡的特征,而且还具有明显的分形行为;在不同时间宽度(日、旬、月)下,逐日参考作物ET序列的多重分形特征最强。进一步的分析结果表明,序列中脉动引起的波动相关性和极端事件引起的胖尾概率等都是引起多重分形特征形成的原因。结合趋势转折分析方法发现:不同时间阶段内的多重分形特征显著;但在不同的时间段内,多重分形谱和局部分维宽度等都受到了极端事件的影响,且影响幅度与所处流域内的位置有关。