SIMETAW模型在辽西北地区的验证与应用

 【目的】验证美国加州大学开发的作物蒸散量－SIMETAW（simulation of evapotranspiration of applied water）模型在中国辽西北地区应用的有效性。【方法】利用辽西北地区的作物、土壤和气候数据运行模型,将当地主要作物蒸散量的模型模拟值与田间实测值进行对比分析;同时,在模型验证的基础上模拟分析当地主要作物生育期内蒸散量和所需灌水量的多年平均情况。【结果】主要作物生育时期内模型模拟的蒸散强度曲线和实测曲线变化趋势基本一致,蒸散总量模拟值和实测值比较接近,相对误差均在10％之内。利用模型模拟当地玉米、大豆和谷子生育期内蒸散量多年平均值分别为514.15、449.64和389.12 mm,所需灌水量分别为208.4、220.93和116.17 mm。【结论】SIMETAW模型在辽西北地区对玉米、大豆和谷子蒸散量的模拟比较准确,模型有效,可以进一步应用该模型开展作物的水分管理研究和指导灌溉。     

淠史杭灌区多年参考作物蒸散量的分析研究

根据淠史杭灌区灌溉试验站总站近16年的气象数据，通过采用彭曼-蒙蒂斯公式，计算淠史杭灌区多年年参考作物蒸散量和各月日均参考作物蒸散量，并对参考作物蒸散量的年际、各月日均变化规律及各月日均参考作物蒸散量与月份的关系进行分析研究。结果表明：（1）淠史杭灌区年参考作物需水量距平显示淠史杭灌区参考作物蒸散量呈波动性变化特征，年参考作物蒸散量距平2009年为0.82，2019年最大为92.30mm,淠史杭灌区ET0多年平均值为919.12mm，ET0最小值在2008年为829.11mm，最大值在2019年为1011.42mm。（2）多年各月日均参考作物蒸散量变化趋势相同，但日均月际ET0变化较大，最大出现在7月，最小出现在1月，淠史杭灌区多年各月日均参考作物蒸散量与月份呈二次函数关系，回归系数()为0.913。该研究找出了淠史杭灌区多年各月日均参考作物蒸散量与月份具有较好的二次函数关系，在相似气候背景条件下，可应用于为淠史杭灌区估算参考作物蒸散量及作物需水系数，以期为淠史杭灌区工程规划、设计和管理及农业节水灌溉提供科学依据。     

深圳市3种灌木单株蒸散量及作物系数的研究

[目的]测定深圳市3种常见灌木在不同灌水梯度下的蒸散量,并确定其作物系数,为深圳市园林灌木的合理灌溉提供理论依据。[方法]盆栽试验,4种灌水梯度分别为田间持水量的45%-30%、60%-45%、75%-60%和90%-75%。利用称重法测定4种灌水梯度下3种灌木的实际蒸散量,同时利用Makkink方法计算参考作物蒸散量,确定3种灌木的作物系数。[结果]3种灌木的蒸散量均随灌水梯度的增加而增加,灌水量多,蒸散量就多。金叶假连翘和龙船花的蒸散量曲线呈现单峰型,变叶木的蒸散量曲线呈现双峰型。3种灌木的蒸散量排列顺序为：金叶假连翘〉变叶木〉龙船花。变叶木、金叶假连翘、龙船花作物系数的变化范围分别为0.97-1.82、0.95-2.17、0.90-1.58。[结论]确定3种灌木在不同月份和不同灌水梯度下的蒸散量和作物系数。     

我国不同参考作物蒸散经验模型适用性分析及参数修正

为提高不同参考作物蒸散经验模型在全国范围内的精度和适用性,并简化计算方法,依据1961—2020年全国585个气象站点的逐日地面观测资料(统计数据未包含港、澳、台地区,下同),选用平均相对百分误差、标准差等量化指标,采用最大似然和最短距离法,从月尺度和年尺度上对以Penman-Monteith模型为标准的Hargreaves-Samani(HS)模型、Makkink(MK)法、Priestley-Taylor(PT)模型、Hargreaves(Har)模型、Mc Cloud(MC)模型进行比较分析和系数修正。结果表明:1)修正前除MC模型外月尺度平均相对百分误差平均值均低于20%,PT模型和MC模型年尺度平均相对百分误差平均值均高于25%,精度最低;2)修正后5种模型的月尺度和年尺度平均相对百分误差平均值均低于8%,计算精度明显提升,其中PT模型的修正效果最好,月尺度和年尺度的平均相对百分误差平均值均低于3.7%,与修正前相比均降低了80%以上;3)利用最短距离法进行聚类分析后发现,区域修正后Har模型和MK模型的修正效果最好,年蒸散量相对百分误差平均值分别为8%和5.1%。修正后的不同参考作物蒸散经验模型在全国范围内具有更高的适用性。     

三江源温性草原蒸散量计算方法的比较

【目的】对比分析了三江源温性草原蒸散量的计算方法,为牧区蒸散量的合理使用提供依据。【方法】以小型自动气象站气象观测资料为基础,采用FAO Penman-Monteith(FAO P-M)、Penman1948(P-48)、Priestley-Tay-lor(P-T)和FAO Penman 1979(F-79)4种不同方法,估算了三江源温性草原参考作物蒸散量,并对计算结果进行了对比分析。【结果】三江源温性草原的参考作物蒸散量季节分布极不均匀,表现出春季、夏季、秋季、冬季依次减小的趋势。并且FAO P-M公式的计算结果与其他3种方法(P-48、P-T和F-79)的计算结果呈正相关,但与F-79公式计算结果间差异不大,与另两种方法计算结果间的差异显著。通过偏差分析可知,P-48公式计算的结果偏大,P-T公式计算的结果偏小,造成偏差的主要原因是4种模型各自选用了不同的辐射项和动力项。【结论】在利用气象数据计算蒸散量的过程中,要根据当地需要采用不同的公式。在三江源温性草原,可采用F-79修正式代替标准的FAO P-M公式计算参考作物蒸散量。     

横断山区参考作物蒸散量时空变化分析

参考作物蒸散量是表征气候干旱程度以及水资源供需平衡的重要指标。本研究利用横断山区31个气象站1960—2013年逐月气象资料,采用联合国粮农组织推荐的彭曼公式计算研究区各站点逐月参考作物蒸散量,建立31个站点蒸散量序列,利用气候倾向率、累积距平法、多元逐步回归分析以及基于GIS中的反距离插值技术等方法,分析横断山区蒸散量的空间分布及时间变化趋势。结果表明:横断山区参考作物蒸散量由南向北递减。受气温上升、日照时数减少、风速及相对湿度降低的影响,研究区蒸散量变化呈上升趋势。1960—1968年研究区参考作物蒸散量逐步降低,1968—1984年研究区参考作物蒸散量逐步增加,1984—2004年研究区参考作物蒸散量逐步降低,2004—2013年研究区参考作物蒸散量逐步增加。参考作物蒸散量变化趋势区域差异性明显。就贡献率而言,研究区北部参考作物蒸散量减少与平均风速相关性大;研究区南部参考作物蒸散量增加与平均日照时数相关性大;研究区中部参考作物蒸散量增加与平均气温相关性大。     

淠史杭灌区中稻作物系数试验研究

[目的]计算淠史杭灌区中稻作物系数。[方法]利用中稻各生育期参考作物蒸散量和实际蒸发蒸腾量求得作物系数。[结果]淠史杭灌区参考作物蒸散量日均值拔节孕穗期最高为5.1 mm;作物实际蒸发蒸腾量抽穗开花期日平均最大为6.3 mm,其次是拔节孕穗期,日平均为6.2 mm。拔节孕穗期作物系数为0.97~1.57,平均为1.33;其次是抽穗开花期为1.02~1.59,平均为1.31。因此,拔节孕穗期和抽穗开花期为中稻水分敏感期。在浅湿间歇的灌溉制度下,淠史杭灌区中稻作物系数与移栽后天数和积温具有较好的3次多项式关系,相关系数分别为0.985 7和0.993 2。[结论]该研究找出淠史杭灌区中稻需水敏感期,可为灌区水稻科学灌溉提供理论基础;构建作物系数曲线,可为淠史杭灌区中稻蒸散蒸腾量的计算提供科学依据。     

淠史杭灌区中稻作物系数试验研究(二)

[目的]研究淠史杭灌区中稻作物系数的估算方法。[方法]利用Penman-Monteith公式计算参考蒸散量,通过观测获得中稻实际蒸散蒸腾量,求出2014年中稻实际作物系数Kc,并利用李艳婷等的研究结果建立的移栽后天数模型和积温模型2种方法估算2014年中稻作物系数Kc1和Kc2,分别比较Kc1、Kc2与Kc之间的RMSE,找出适合淠史杭灌区作物系数的估算方法。[结果]Kc1、Kc2与Kc的RMSE分别为0.106和0.197,移栽后天数法估算的作物系数Kc1与实测作物系数Kc较为接近,即淠史杭灌区的中稻作物系数选用移栽后天数法来估算更为准确。[结论]该研究为淠史杭灌区中稻作物系数的研究提供了一定的科学依据。     

宁夏参考作物蒸散量的时空变化特征分析

为了确定合理的灌溉制度,保护生态环境,应用Penman-Monteith公式以宁夏2000-2012年的气象观测资料计算了参考作物蒸散量。在此基础上采用克里格(Kriging)插值方法,生成宁夏参考作物蒸散量分布图。结果表明,宁夏地区平均参考作物蒸散量的多年平均值为964.92mm,ET0随时间呈显著下降趋势,下降幅度约为1.14mm·a~(-1)。年参考作物蒸散量的空间分布总趋势自北向南逐渐减小,北部引黄灌区最大1 136.40mm·a~(-1),南部山区最小706.0mm·a~(-1)。年内季节变化为夏季春季秋季冬季;逐月变化呈单峰变化趋势,峰值出现在6月,5-7月参考作物蒸散量均较大,占年值的43%,这与当地气候相吻合。     

Penman—Monteith公式与FAO—PPP—17Penman修正式计算参考作物蒸散量的…

农田实际蒸散量或作物需水量的计算，通常首先要确定参考作物蒸散量。确定参考作物蒸散量有许多方法，用不同的经验式计算参考作物蒸散量存在一定的差异，其中ＦＡＯ－ＰＰＰ－１７Ｐｅｎｍａｎ修正式和Ｐｅｎｍａｎ－Ｍｏｎｔｅｉｔｈ公式都被认为是较好的计算方法。本文用这两个经验公式估算了北京地区的参考作物蒸散量，并对这两种方法的计算结果进行了比较。结果表明，用ＦＡＯ－ＰＰＰ－１７Ｐｅｎｍａｎ修正式计算的参考作物蒸     

聊城市参考作物蒸散量的多时间尺度特征及影响因子

为聊城市估算和科学分析作物需水量提供依据,选取1961—2015年聊城市8个气象观测站点的逐日气象资料,应用Penman-Monteith法计算该地区参考作物蒸散量(ET0),并与气象因子进行相关性分析。结果表明:参考作物蒸散量的日值为3.04mm,年内极大值呈下降趋势,极小值呈上升趋势;月值1月最小(30.88 mm),6月最大(164.48 mm);春、夏、秋、冬各季值分别为332 mm、435 mm、237 mm和102mm;年值为1108mm;不同尺度的参考作物蒸散量呈下降趋势。参考作物蒸散量与日气象因子气温、风速、日照时数呈正相关,与相对湿度呈负相关,其中与最高气温的典型相关系数最高,达0.841 3。不同尺度的参考作物蒸散量下降的主要影响因素为平均风速和日照时数。     

淮河流域潜在蒸散量的变化特征及其与气候因子的关系分析--以蚌埠市为例

[目的]探明淮河流域水分盈亏与气候的内在联系。[方法]以蚌埠市为例,利用FAO推荐的Penman-Monteith方法计算该地区2006—2015年逐日潜在蒸散量,分析潜在蒸散的年均、月均变化特征,以及与风速、降水量、日照时数、气温等气候因子旬平均值的关系。[结果]近10年蚌埠市潜在蒸散发接近多年平均降雨量,总体呈下降趋势,但近3年起伏较大;蒸散量年内分布不均,呈单峰型,夏季多、冬季少,与降雨期基本同步;气温和日照时数对潜在蒸散的影响最大,降雨量对其间接产生影响,而风速对其影响不大。[结论]该研究可为该地区缓解水资源供需矛盾、合理制定用水计划提供参考。     

参考作物蒸散计算方法及其评价

介绍了符合Penman-Monteith公式要求的参考作物蒸散的新定义，对比了该公式和FAO－17Penman修正式的基本方程和主要参数的异同。应用辽宁33个气象站30a的平均气象资料，分别计算了作物生育期内（月）平均参考作物蒸散量，结果表明，两者既具有一定的差异，又呈显著的线性相关，产生差异的主要原因是由幅射项引起，建议国内推广应用标准化的Penman-Monteith公式计算参考作物蒸散量，并以此作为确定新的作物系数和校准其它经验公式的标准。     

不同灌溉水平下气象因子对草地早熟禾蒸散量的影响

[目的]研究不同灌溉水平下气象因子对草地早熟禾蒸散量的影响。[方法]以田间持水量为标准,用称重法控制土壤含水量并测量草地早熟禾蒸散量,利用Watchdog气象仪记录实时气象数据,研究在不同灌溉水平下草地早熟禾蒸散量及其动态,并研究草地早熟禾蒸散量与气象因子的关系。[结果]充分灌溉条件下草地早熟禾的蒸散量明显大于限制灌溉;除了8月限制灌溉草地早熟禾日蒸散量呈双峰型外,其他草地早熟禾日蒸散量均呈单峰型,且峰值均出现在当天气温最高值之前;月蒸散量随太阳辐射和气温的减小而逐月减少。草地早熟禾蒸散量受太阳辐射和气温的影响最显著,与相对湿度呈负相关关系,与风速的正相关性较不显著。[结论]该研究为草地早熟禾的栽培提供科学依据。     

2000～2008年黑河流域潜在蒸散量的时空变化

[目的]研究2000~2008年黑河流域潜在蒸散量的时空变化。[方法]利用2000~2008年黑河流域21个气象站的逐日气候资料,结合FAO Penman-Monteith模型,分析了黑河流域9年来潜在蒸散量（ET0）的时空变化特征,并对其主要气候影响因子进行了探讨。[结果]黑河流域春、夏、秋、冬四季和年的ET0序列变化呈现缓慢上升趋势,但并未达到显著性水平;多年平均ET0空间分异特征明显,表现为从东北荒漠向西南山区逐渐减少,且多年季节变化依照夏、春、秋、冬季的顺序递减,逐月变化呈单峰变化趋势,峰值出现在7月。相对湿度、平均风速和水汽压是影响研究区内ET0变化的主要气候因子,而平均气温对ET0的影响作用不显著。[结论]该研究为制定流域规划、地区水利规划及排灌工程提供理论依据。     

不同时间步长的Hargreaves公式修正式适用性研究

为比较不同时间步长的Hargreaves公式修正式的适用性,利用哈尔滨市气象台48年的逐日气象数据,应用Penman-Monteith公式和Hargreaves公式计算了哈尔滨市参考作物蒸发蒸腾量(ET0)的日、旬、月值,基于两公式计算的ET0数据,采纳FAO推荐的方法建立了Hargreaves公式修正式模型,通过分析...     

应用Penman - Monteith简化公式计算极端干旱区参考作物潜在腾发量

[目的]用Penman - Monteith(P -M)简化公式代替标准的Penman - Monteith公式计算参考作物的潜在蒸腾量.[方法]通过2008 -2010年鄯善试验站的气象资料,对Penman - Monteith简化公式(忽略饱和差项)计算的参考作物潜在腾发量(ET0)与FAO推荐的P-M公式计算的参考作物潜在腾发量(ET0(PM))进行比较.[结果]Penman - Monteith简化公式计算的ET0年值略小于Penman - Monteith公式计算的年值,其绝对偏差为75 ～114 mm,相对偏差为10.5; ～14.3;,变异系数分别为0.04和0.06,简化公式的计算稳定性略好于标准的PM公式.两种方法计算的参考作物潜在腾发强度的月变化相近,统计分析的标准差分别为0.80和0.83,变异系数分别为0.23和0.2.空气动力学项中的饱和差项是Penman - Monteith简化公式和标准Penman - Monteith公式的主要差别,通过回归分析表明两种公式计算的参考作物潜在腾发量具有显著的线性相关性,各月a值很接近,差值最大为0.08,最小仅为0.0041,较好的说明了空气动力学项中的饱和差项对参考作物潜在腾发量的影响较小.[结论]在极端干旱区可利用Penman - Monteith简化公式代替标准的Penman - Monteith公式计算参考作物的潜在蒸腾量.     

用Penman-Monteith方法与Penman修正算法计算参照作物腾发量的比较

利用阿克苏地区1975-2004年的逐日气象资料,分别采用Penman—Monteith公式与Penman修正公式计算了新疆农一师灌区的参照作物腾发量及其辐射项和空气动力项的逐日均值和旬日均值,比较了2种计算方法的绝对偏差和相对偏差,并对引起偏差的原因进行了分析。