不同ET0计算方法在川中丘陵地区的比较及改进

为了获取川中丘陵地区参考作物蒸散量(ET0)在气象资料短缺条件下不同类型的简化计算方法,选用FAO-56Penman-Monteith(PM)法、Hargreaves法、Hargreaves校正法、Priestley-Taylor法和Irmark-Alleen拟合法计算简阳站1999-2005年逐日的ET0。以PM公式为标准,对其他4种方法进行评价及改进。结果表明,Hargreaves校正法计算误差最小,Irmark-Alleen拟合法和Hargreaves法次之,Priestley-Taylor法计算误差最大。通过灵敏度分析,得出川中丘陵地区影响ET0的主要气象因子是相对湿度,因此该文对在湿润气候条件下应用的Priestley-Taylor法和Irmark-Alleen拟合法的参数进行逐月修正,改进后的计算方法精度得到明显提高。Hargreaves校正法、该文提出的Priestley-Taylor修正法和Irmark-Alleen拟合改进法可以作为川中丘陵地区气象资料短缺条件下ET0的简化计算方法。     

分别利用Hargreaves和PM公式计算西北干旱区ET0的比较

该文根据甘肃张掖气象站1991～2000年的气象资料，利用Hargreaves公式和Penman-Monteith公式计算了参照作物需水量(ET₀)。对比分析结果表明：Hargreaves公式计算的ET_0H年值比Penman-Monteith公式的计算ET_0PM偏低，而在年内6、7、8月份，ET_0H>ET_0PM，9月份两种方法计算结果几乎相等，其他月份ET_0H<ET_0PM。造成这种结果的原因是风速和降雨的影响。根据两种方法的计算结果，提出了适合西北干旱区ET₀的计算公式。     

两种Penman-Monteith公式计算草坪草参考腾发量的适用性

为了揭示ASCE和FAO56两种Penman-Monteith公式在计算小时参考作物腾发量（ET0）时的差异,开展了充分供水草坪草腾发量观测试验。基于自动气象站的小时气象数据和蒸渗仪试验结果,在对比两公式计算结果差异基础上,以实测的日草坪腾发量为标准评价了2种计算公式小时ET0的日累积结果及以日的计算结果。结果表明：2种Penman-Monteith公式计算的小时ET0结果存在一定差异,ET0较高的时段差异也比较大。白天FAO56 Penman-Monteith公式的计算结果低于ASCE Penman-Monteith公式的计算结果,夜晚则正好相反,原因在于Cd取值的差异。与实测日ET0结果相比2种公式小时时段的ET0结果的累积值误差均比较大,ASCE的改进并没有使Penman-Monteith在计算结果上取得实质性的改进,相比之下以日为时段的Penman- Monteith公式（ASCE同FAO56）取得了与实测结果最为一致的效果。进一步根据实测的小时ET0数据以及更长序列的日ET0实测结果,评价FAO56 Penman-Monteith和ASCE Penman-Monteith结果的地区适用性将是今后研究内容之一。     

参考作物蒸散简易估算方法在黄土高原的适用性

参考作物蒸散(ET0)的简易估算方法在气象数据缺乏区域具有广泛的应用,但其适用性需要评估。基于1961~2009年48个气象站的数据,以FAO Penman-Monteith公式为标准评估了6种ET0简易估算方法(FAO-24Rad、FAO-24BC、Hargreaves、Priestley-Taylor、Makkink和Turc)在黄土高原应用的可能性。结果表明,对于ET0年值的估算,FAO-24BC和Hargreaves的结果令人满意,效果最差的是Makkink和Priestley-Taylor公式。ET0年值误差主要来源于11-3月,各方法对4-10月ET0的估算效果相对较好。各方法的适用性存在空间变异,FAO-24BC和Hargreaves公式的效果普遍较好,其他方法对该区各站ET0估算误差均较大,特别是Makkink和Priestley-Taylor公式;除Priestley-Taylor公式外,多数方法对西南区的估算误差较大。因此,黄土高原地区进行参考作物蒸散的简单计算时,推荐使用FAO-24BC和Hargreaves方法。     

半干旱地区不同水文年Hargreaves和P-M公式的对比分析

该文运用P-M和Hargreaves公式,对河南新乡市4个典型水文年参考作物蒸散量进行了计算,并以P-M公式的计算结果为标准,对Hargreaves公式计算结果进行分析.研究结果表明:Hargreaves公式计算的年值偏差随降水量的增加而增大,但在各典型年的第1～12旬和31～36旬,两公式旬值计算结果没有显著差别;偏差出现在第13～30旬,各典型年Hargreaves公式的计算值均大于P-M公式的计算值.另外,该文建立了各典型年两公式在第13～30旬的回归关系,修正后的Hargreaves公式能很好的在新乡市应用,并且为其他类似的半干旱地区准确运用Hargrcaves公式计算ET0提供参考.     

参考作物蒸发蒸腾量计算方法在海河流域的适用性

参考作物蒸发蒸腾量（ET0）的计算公式很多,各公式所需参数各异,为寻找一种所需资料少而又精度较高的替代方法,选用1998年FAO-56分册推荐的Penman－Monteith（PM）、Hargreaves、Irmark-Allen等6种方法分别计算海河流域10个典型气象站30 a的参考作物蒸发蒸腾量,并以PM公式为标准,对其他方法进行评价。结果表明,10个站点中除了五台山地区,Hargreaves与FAO-24 Radiation 这2种方法更接近于PM方法的计算结果,其误差较小,在海河流域缺少辐射和风速     

玛纳斯河流域ET0影响因子分析及对Hargreaves法的修正

准确估算作物蒸发蒸腾量对于农业水资源的规划和指导农田灌溉非常重要。该文以具有典型内陆河特征的玛纳斯河流域为例,根据1953-2008年的气象资料,采用Penman-Monteith(PM)法计算了流域内参考作物蒸发蒸腾量,并对影响参考作物蒸发蒸腾量的各气象因子进行了通径分析,结果表明在玛纳斯河流域温度是影响参考作物蒸发蒸腾量的最主要因子。以PM法计算得到的参考作物蒸发蒸腾量为标准值,对Hargreaves法计算的参考作物蒸发蒸腾量进行比较分析,结果表明Hargreaves法计算结果偏差较大,在4-10月尤为明显。基于35 a气象资料,采用贝叶斯方法对Hargreaves公式进行修订,采用另外21 a气象资料对修订的Hargreaves公式进行验证,结果显示修正后的Hargreaves公式满足精度要求,且计算简便,可为内陆河流域参考作物蒸发蒸腾量的计算提供参考。     

内蒙古地区ET0时空变化与相关分析

该文根据内蒙古135个站点,30年气象资料,利用Penman-Monteith公式计算得参考作物腾发量(ET0).在此基础上,对ET0在我国北方干旱寒冷区时空上变化进行了分析,同时就ET0与4项主要气象因子(温度T、湿度RH、风速U、日照时数N)的关系进行了分区分月的分析,提出了适合我国北方干旱寒冷地区不同条件下的ET0计算模型.     

陕西关中地区ET0计算公式的适用性评价

为明确参考作物蒸发蒸腾量(ET0)计算公式在陕西关中地区的适用性,该文按照FAO(1994)对Penman-Monteith公式的设定条件,采用称重式蒸渗仪测定ET0。以该实测值为标准,对具有代表性的ET0计算公式:FAO-17Modified-Penman(FAO-MP)、裴步祥修订的Modified Penman(PBX-MP)、Penman-Monteith(PM)、ASCEPenman-Monteith(ASCE-PM)公式进行对比分析,研究不同ET0计算公式在该地区的适用性及计算值产生偏差的原因。试验结果表明,ASCE-PM计算值与实测值最接近,线性回归系数为1.03(R2=0.87),绝对误差为0.31mm;其次为PM、PBX-MP、FAO-MP。气象因子对辐射项和空气动力项的不同影响造成各计算值与实测值的差异,其中,大气温度、日照时数及相对湿度对辐射项影响较大,风速对空气动力项影响较大。ASCE-PM公式可应用于陕西关中半湿润地区ET0计算。     

基于极限学习机的参考作物蒸散量预测模型

为实现气象资料缺乏情况下参考作物蒸散量（reference crop evapotranspiration, ET0）高精度预测,以气象因子的不同组合为输入参数,利用FAO-56 Penman-Monteith公式计算的ET0作为预测标准值建立基于极限学习机（extreme learning machine, ELM）的ET0预测模型。选取川中丘陵区7个气象站点1963－2012年逐日气象资料进行模型训练与测试,并将模拟结果同Hargreaves、Priestley-Taylor、Makkink及Irmark-Allen等4种常用模型进行对比。结果表明：ELM模型能很好地反映气象因子同ET0间复杂的非线性关系,且模拟精度较高;基于最高和最低温度的ELM模型模拟精度（均方根误差和模型效率系数分别为0.504 mm/d和0.827）高于Hargreaves模型（均方根误差和模型有效系数分别为0.692 mm/d和0.741）;基于最高、最低温度和辐射的ELM模型模拟精度（均方根误差和模型有效系数分别为0.291 mm/d和0.938）明显高于Priestley-Taylor（均方根误差和模型有效系数分别为0.467 mm/d和0.823）、Makkink（均方根误差和模型有效系数分别为0.540 mm/d和0.800）和Irmark-Allen模型（均方根误差和模型有效系数分别为0.880 mm/d和0.623）。因此基于最高、最低温度和辐射的ELM模型可以作为气象资料缺乏情况下川中丘陵区ET0计算的推荐模型。该研究可为川中丘陵区气象资料缺乏情境下ET0精确计算提供科学依据。     

Freundlich动力学方程与二级方程的异同

A mathematical expression of Freundlich kinetic equation,lnS=A‘ B‘lnt,is presented,and the physical meanings of its parameters are indicated.Although the Freundlich kinetic equation and the two-constant equation are the same in the form,the derivation of the Freundlich kinetic equation is precise,while the derivation of the two-constant equation has some contradictions and is unreasonable,And it is suggested that the Freundlich kinetic equation should have prority over the two-constant equation to be used.     

The Burns leaching equation

The simplicity and utility of Burns' leaching equation make it worthy of study. The equation may be written as where X is the fraction of initially surface-resident fertilizer leached below depth z by net rainfall I, in soil with a volumetric water content at ‘field capacity’ of θ. The equation is analysed using transfer functions. The analysis shows that Burns' equation is consistent with an ‘independent flow tube’ soil leaching model, rather than the soil solution being well-mixed at each soil depth as Burns suggested. The flux and resident soil solution soil concentration profiles are shown to be quite different. An alternative definition of θ is suggested. The behaviour of ‘a Burns soil’ for different initial and boundary conditions is discussed.     

Field parameterization of an empirical sheetwash transport equation

Specially designed instruments were used to sample surface water and sediment discharge on a set of small hillslopes. The data set produced is unique as it includes simultaneous observations of surface water and sediment discharge, local surface declivity and drainage area at several points over the slope surface, and the precipitation intensity taken a number of times through natural storm events. The data are used to parameterize an empirical sediment transport law, expressing sediment transport as a power function of the local declivity and surface water discharge. A good fit to the observed data is achieved, suggesting that these field techniques may be used to parameterize the equation for different soils. A dynamic catena effect involving surface grain size, local declivity and the form of the sediment transport equation is recognized that may have significant implications for the form of sediment transport and long-term hillslope development.     

Field parameterization of an empirical sheetwash transport equation

Specially designed instruments were used to sample surface water and sediment discharge on a set of small hillslopes. The data set produced is unique as it includes simultaneous observations of surface water and sediment discharge, local surface declivity and drainage area at several points over the slope surface, and the precipitation intensity taken a number of times through natural storm events. The data are used to parameterize an empirical sediment transport law, expressing sediment transport as a power function of the local declivity and surface water discharge. A good fit to the observed data is achieved, suggesting that these field techniques may be used to parameterize the equation for different soils. A dynamic catena effect involving surface grain size, local declivity and the form of the sediment transport equation is recognized that may have significant implications for the form of sediment transport and long-term hillslope development.     

北京山区土壤流失方程探讨

 水土流失是生态环境恶化的重要原因之一。土壤流失方程是定量评价水土资源发展动态、指导综合治理规划和评价水土流失治理效果的重要技术工具。利用北京近1000个坡面径流试验小区的年降雨、径流和泥沙资料以及人工降雨试验资料,并考虑北京石质山区存在大量砾石覆盖地表的特点,将砾石覆盖因子作为一个独立的因子考虑在土壤流失方程中。得到北京山区坡面土壤侵蚀方程,并确定了方程中各个因子的计算方法或数值。该方程的建立,可为北京山区土壤侵蚀动态监测和水土保持规划提供依据。     

One equation to analyse the pH of soil systems

Starting from the basic equations of chemical equilibrium, an analytical mathematical expression is derived that relates pH to base saturation, concentration of acid anions (SO₄^2?, NO₃^?, etc.) and other properties of the soil and soil solution. The equation is particularly valid in acid soils (low base saturation and relatively large, >100 μmol_c dm^?3, concentration of acid anions) in the range in which cation exchange is the buffering mechanism. Values of pH, alkalinity and degassed pH calculated with the aid of this equation compared well to values measured in three forest-floor horizons; calculated pH values also compared well to values measured on a number of acid soils. The equation is also used to derive analytical mathematical expressions for alkalinity, soil leaching sensitivity (a measure of the sensitivity of a soil solution to become dominated by A1³⁺), and other variables of interest in the context of acidification.     

应用Penman-Monteith方程推算北京地区苜蓿的灌溉定额

该文对应用Penman-Monteith方程和分段单值平均作物系数法推算苜蓿灌溉定额的方法进行了详细的分析,并结合北京市永乐店农业节水中心气象资料和苜蓿试验的有关资料,推算了该地区2003年苜蓿的净灌溉定额,并得到了试验的初步验证,在此基础上推算了在永乐店土壤条件下不同水平年及不同节水灌溉方式下的毛灌溉定额,为苜蓿灌溉管理或灌溉计划提供参考依据。该文推算苜蓿灌溉定额的方法也可用于其它作物灌溉用水定额的估算。