基于互补相关原理的实际蒸散发模型估算能力评价

基于洵河流域1961~1986年的逐日气象资料和同期径流量资料,采用基于互补相关原理的实际蒸散发模型（AA模型、GG模型、CRAE模型）分别估算该流域的逐日实际蒸散发量。根据水量平衡法的实际蒸散发计算结果对三种模型的原始参数进行调整,并在不同的时间尺度上对三种模型进行了比较,评估了三种实际蒸散发模型的估算能力。结果表明,采用三种模型的原始参数计算出的实际蒸散发量误差较大;调整原始参数后,各模型对年实际蒸散发量的计算精度大为提高,逐月的估算效果也有不同程度改善;参数调整后的AA模型与GG模型的模拟结果相近,优于CRAE模型的模拟效果;年、月尺度的模型模拟效果综合分析表明GG模型在洵河流域的估算效果相对最佳。     

气候及土地利用变化对嘉陵江流域实际蒸散发量的影响

根据嘉陵江流域内12个气象站点1956~2012年的逐日气象资料,分别采用改进前后的平流干旱模型对嘉陵江三个子流域的实际蒸散发进行模拟,提出了一种基于气候变化和土地利用变化的实际蒸散发(Ea)贡献率计算方法。结果表明,与水量平衡法的估算结果相比,改进后模型对Ea的估算精度高于原始模型,且修正后模型参数α与土地利用类型具有相关性;三个子流域的年际实际蒸散发变化主要受下垫面因素变化的影响,是气候变化对其影响的2~5倍。此外,气候变化导致涪江流域的Ea在整个评估期内减少,另外两个子流域的Ea增加;下垫面变化导致涪江和嘉陵江子流域Ea减小,渠江Ea增加。     

关中地区实际蒸散发量年际变化成因分析

为提供陕西关中地区水资源配置和开发利用的合理依据,亟需对关中地区未来主要气象因素进行分析和预报,研究蒸散发量的时空变化是关键。基于近50年7个气象站点资料,应用加拿大互补相关模型(CRAE)计算分析了关中地区实际蒸散发量的年内变化与其影响因素,获得了实际蒸散发量年内变化与气象因素变化的特点及影响实际蒸散发量变化的气候要素的变化趋势。     

山西介休市实际蒸散发模拟及变化特征分析

为准确评价中小城市实际蒸散发(ET),采用物理机制明确的分布式时变增益水文模型(DTVGM)对介休市蒸散发进行模拟,以MOD16A2遥感产品验证分析蒸散发时空分布特征,并探讨了土地利用变化对蒸散发的影响。结果表明,DTVGM在研究区具有良好的适用性,总体模拟效果满足精度要求;介休市多年平均蒸散发量为375.4mm;年内呈现先增大后减小的单峰型分布趋势,主要集中在5～9月,蒸散发量最小和最大月值分别为14.0、71.7mm;多年平均蒸散发量具有较强的空间分异性,呈东南高西北低的变化趋势,不同季节蒸散发量的空间分布差异明显;不同土地利用类型蒸散发,林地草地耕地城乡、工矿、居民用地;同一乡镇,不同土地利用类型对蒸散发的影响有差别;同一土地利用类型在不同乡镇的蒸散发也有差异。     

六种基于能量的潜在蒸散发估算方法在海河流域的适用性

潜在蒸散发是一个综合性气候因子,是流域水文循环模拟的主要输出量。针对现存潜在蒸散发量估算方法的适用性分析不够全面的问题,基于海河流域45个国家气象台站1960~2010年日气象数据序列,以Penman-Monteith方法估算量和蒸发皿蒸发量为基准,从潜在蒸散发估算量与蒸发皿蒸发量的相关性、年均值空间变化特征、年内四季空间变化特征和年际变化趋势四个方面,探讨了六种基于能量的潜在蒸散发估算方法的适用性。结果表明,Penman-Monteith方法在整个流域具有较强的适用性;六种基于能量方法中,Doorenbos-Pruitt方法、Makkink方法、Hargreaves方法估算效果较好。     

基于小型蒸渗仪试验的潜在蒸散发估算方法评价

为了更直接地揭示潜在蒸散发估算方法与实际潜在蒸散发的差异,基于淮北平原五道沟水文水资源实验站2014年8月1日至2015年8月31日的水文气象观测资料,计算Penman系列方法、P-T法、H-S法、FAO24Radiation法及Turc法7种蒸散发估算方法的估算结果,对比相应时间蒸渗仪试验实测潜在蒸散量,评价各模型在该地区的适用性。结果表明,Penman系列估算方法是估算五道沟地区潜在蒸散发最佳的方法,但7种方法均存在较大误差。FAO56P-M方法估算结果与实测值有相对最好的线性关系,但存在10%的低估倾向,同时夏季(6～8月)绝对误差较春秋季有所增加。Turc法及P-T法更适用于缺资料地区长周期潜在蒸散发估算,H-S法及FAO24Radiation法相对不适用于五道沟地区。     

基于SEBAL模型的老哈河流域蒸散发研究

针对传统的蒸散发计算方法存在的不足,采用基于地表热量平衡的SEBAL模型,利用1 km分辨率的MODIS影像数据估算了位于半干旱地区的老哈河流域的实际蒸散发量及其时空分布特征,并综合分析了蒸散发量与土地利用、土地覆被、地表温度、植被指数、高程、坡度的关系.结果表明,该流域蒸散发时空分布不均匀,且实际蒸散发与地表温度呈指数相关,与归一化植被指数和高程等参数呈线性相关.该方法可为国内半干旱地区的实际蒸散发研究提供参考.     

基于温度和空气动力学的海河流域潜在蒸散发量估算方法的适用性

针对潜在蒸散发量估算方法众多但缺乏统一评价的问题,基于海河流域46个国家气象站点1960~2010年日气象数据序列,以Penman-Monteith方法估算量和蒸发皿蒸发量为基准,从估算量与蒸发皿蒸发量的相关性、年均值空间变化特征、年内四季空间变化特征和年际变化趋势四个方面,开展六种基于温度和空气动力学的潜在蒸散发量估算方法及Penman-Monteith法在海河流域的适用性讨论。结果表明,PenmanMonteith方法在整个流域适用性较强;六种基于温度和空气动力学的方法中,Kaharrafa方法和Blaney-Criddle方法在多年均值和年际变化趋势上估算效果较好,但在年内四季分布上却不太好,Penman和Rower方法在多年均值和年内四季分布方面适用性较强,但估算的年际变化趋势与蒸发皿蒸发量不一致。由于各方法考虑的气象因子及各因子对估算量的影响程度不同,基于温度和空气动力学方法仅考虑单一气象要素,只能反映某一方面的变化。     

基于MODIS的SEBAL模型在流域蒸散发反演中的应用

地表蒸散发是地气水分循环过程中的重要环节,合理准确地估算蒸散发对了解大尺度流域内水分循环和能量平衡具有重要意义。以汉江上游为例,利用MODIS遥感数据,选用马里兰大学UMD分类机制对2001年土地覆盖进行分类,并采用基于地表能量平衡原理的SEBAL模型对日蒸散发进行估算和分析。结果表明,林地的平均日蒸散发量最大,草地、耕地次之。     

多种蒸散发产品在黄河流域的评估和融合

为探究GLEAM、GLDAS、ERA5三种蒸散发产品在黄河流域的适用性,利用基于水量平衡计算的流域蒸散发(EETWB)和三重组合(TC)方法,分别评价了流域尺度和栅格尺度上的精度,并基于TC方法的评估结果对产品进行空间融合.结果表明,在流域上3种产品与ETWB数值差异程度(RMSE)相差不大,ERA5的相关系数r最大(...     

基于不同蒸散假设的区域水资源量计算

为研究蒸散互补和蒸散正比两种蒸散发理论对区域水资源评价结果的影响,以南四湖湖东泗河流域为例,验证了泗河流域蒸散互补关系的存在,将蒸发皿蒸发量引入平流—干旱模型,计算了基于蒸散互补假设的流域实际蒸散发,并将月水量平衡模型分别与基于蒸散互补和蒸散正比假设的流域实际蒸散发计算方法相耦合,建立了两种区域水资源量评价模型,对泗河流域水资源量进行了模拟。结果表明,两种评价模型所得结果相差明显,多年平均值差异高达26.3%,基于蒸散正比假设计算得到的区域水资源量可能偏大。     

基于Morris法的HBV模型参数敏感性分析

随着社会的发展和科技的进步,基于计算机运算的水文模型越来越多地应用于各个流域。为了提高水文模型的预测精度,选择误差平均值、均方根误差、相关系数、转换后的均方根误差和流量历时曲线斜率为目标函数,以绥芬河流域2009～2012年的降水径流资料为基础,通过Morris方法运行HBV模型,分析不同目标函数下参数敏感度指数的值及置信区间收敛情况,发现不同目标函数下参数的敏感性有差异,参数越敏感,达到收敛需要的样本数越多。     

基于集对分析法的洪水灾害风险评价模型

为解决评价指标与洪灾风险的不确定性关系,将集对分析理论应用于洪灾风险的评价中,同时为考虑等级标准边界的模糊性引入置信度准则,以北江流域为例,建立了集对分析评价模型,获得了北江流域洪灾风险危险区具体分布状况,评价结果与实际情况吻合,验证了模型的合理性。     

基于参数线性化率定法的HBV模型的优化算法及应用

针对以误差平方和最小为目标函数率定非线性函数参数会增加不相关局部优值的问题,提出了基于参数线性化率定法的HBV模型的优化算法,给出了该法的优化过程,并将其应用于大型（建溪）、中型（富水水库）、小型（对河口水库）流域中对日模拟中敏感性参数进行率定。结果表明,该方法率定效果较好,率定参数合理,与初值选取无关,率定结果基本一致,未出现不稳定现象,且循环次数少、精度高、适用范围广。     

P-M公式与双源蒸散发模型在淮河流域上游地区的适用性及对比研究

为定量分析P-M公式和双源蒸散发模型在淮河流域上游地区的适用性及计算精度,将双源蒸散发模型及P-M公式计算得到的蒸散发量与流域内息县水文站实测蒸发皿蒸发量的相关性进行对比分析,并定量分析不同蒸散发输入对水文模拟精度的影响。研究结果表明,双源蒸散发模型计算值与实测值的相关性及其水文模拟精度更高,更适于淮河流域上游地区蒸散发计算。研究成果可为淮河流域上游无资料地区的水文模拟和蒸散发计算提供参考。     

基于Hydrus-1d模型的干旱区绿洲灌溉入渗研究

灌溉是影响干旱区绿洲发展的重要因素,而研究土壤水分入渗特性是制定合理灌溉制度的基础。因此,选取腰坝绿洲为试验场地,通过野外试验和室内试验建立相关的Hydrus-1d模型,并经过参数校准及模型验证,证明该模型适用于腰坝绿洲。模拟结果表明,土壤水存储量年际间变化较小,增幅仅为2.3cm,而年内变化随灌溉变化明显;2015年全年作物蒸散发消耗为81.49cm,其中蒸腾消耗仅占潜在蒸腾的67%,表明作物生长在一定程度上受到水分不足的影响;而由于土壤中含砂量过高及灌溉制度的不合理,水分深层渗漏量高达58.12cm,占入渗总量的40.96%,造成巨大的浪费。研究结果可为当地制定合理的灌溉制度提供依据。     

基于SWAT模型的岚河流域径流模拟

为探索SWAT模型在干旱半干旱地区径流模拟中的适用性,以岚河流域为例,应用SWAT模型对该流域年、月径流进行了模拟研究,选取1971~1987年的水文气象数据,结合GIS、RS、DEM技术选择径流曲线法（SCS）、蒸散发Penman-Monteith法、河道演算Variable storage法模拟流域分布式径流过程。结果表明,率定期与验证期的决定系数R2和Nash效率系数Ens分别在0.73~0.93和0.69~0.75之间,较好地反映了岚河流域的年、月径流水文过程,模型适用性较好,可为当地水资源评价、开发利用和优化配置提供技术支持。