利用SEBAL模型对沙拉沐沦河流域蒸散发的分析

以2001年7月10日的MODIS数据为数据源,采用基于地表热量平衡的SEBAL模型估算位于半干旱地区的沙拉沐沦河流域的实际蒸散发量,综合分析蒸散发量与土地利用/覆被、地表温度、植被指数、高程、坡度和坡向的关系。结果表明:该流域的夏季日实际蒸散发量空间差异比较大,从0mm到6.57mm,平均蒸散发约2.90mm;蒸散发的空间分布不均匀,流域边缘林地覆盖区的蒸散发最高,中部和流域出口所在的草地、耕地分布区相对较低。实际蒸散发量与地表温度和归一化植被指数高度线性相关;不同的土地利用类型具有不同的日平均蒸散发量,林地的日平均蒸散发量最高,其次为耕地,建设用地最低。     

干旱区区域蒸散发量遥感反演研究

为研究干旱半干旱区蒸散发量,以新疆为研究区域,基于地表能量平衡,依据地表温度与反照率关系确定蒸发比,利用MODIS影像遥感估算新疆地区的蒸散发量。通过野外验证,模拟蒸散量与涡度相关仪野外观测量一致,平均误差在0.40mm/d。在干旱区,蒸散发量与降水的相关性在82%,与气温的相关性分别为46%。通过模型反演,2005年研究区在空间上以裸土蒸发为主,蒸发量在0-2mm/d之间,主要在塔里木盆地、准噶尔盆地和吐鲁番盆地,而蒸散发量较高地区主要为天山山脉下垫面为林地草地和平原绿洲农田区域,蒸散发量最大达6mm/d。     

青海湖沙柳河流域蒸散发时空变化特征

蒸散发(Evapotranspiration,ET)是植被和地面整体向大气输送的水汽总通量，其作为能量平衡及水循环的重要组成部分，不仅影响植物的生长发育，还可通过影响大气环流从而调节气候。本研究基于MODIS影像数据，结合数字高程模型(DEM)数据和气象数据，采用ArcGIS空间分析和数理统计方法对2000—2019年青海湖沙柳河流域近20 a的蒸散发时空特征进行了研究，并探究了流域蒸散发和气象因子的相关关系及其地形和海拔效应。结果表明：(1)青海湖沙柳河流域年均蒸散量在379.7～575.4 mm，平均蒸散量为501.9 mm，年均蒸散量呈显著的增加趋势(P<0.01)，线性斜率为5.98 mm·a^-1。(2)青海湖沙柳河流域多年平均蒸散量空间差异显著，其值表现为“中间高，两端低”的分布格局，即河源地区和下游河口三角洲地区低于中游地区。从不同植被类型带的多年平均蒸散量来看，高山草甸带>高山寒漠带>高山草原带。蒸散量较显著增加的区域主要分布在流域下游河口三角洲地区，占流域面积的9.7%，较轻微增加的区域占据流域主体，占流域81.2%。(3)年均蒸...     

祁连山老虎沟地区高寒草甸蒸散发估算

利用祁连山老虎沟地区海拔4200m气象观测站2010年的观测资料,采用FAO Penman-Monteith公式,再利用作物系数法,对高寒草甸生长季(5月22-9月22)的蒸散发量进行估算和分析。结果发现:研究期共有124天,蒸散发总量为238.3mm,日均为1.87mm·d-1。生长初期、生长中期、生长末期的蒸散发总量依次为22.6mm,179.1mm,36.6mm,依次占研究期总量的8.4%,75.2%,15.3%。5月下旬至6月中旬,日均蒸散发量以较低水平缓慢上升;6月下旬迅速增加;6月末至7月中旬猛然回落;7月中旬至8月末,日均蒸散发量迅速上升且维持在较高水平;此后直到9月22日,缓慢减少。5-9月月蒸散发总量依次为6.6mm,46.4mm,74.5mm,77.6mm,33.1mm。     

新疆北部膜下滴灌棉田的蒸散特征

利用乌兰乌苏农业气象试验站2009年6月至2010年6月的涡度相关资料,分析新疆北部膜下滴灌棉田不同生育期的蒸散变化特征及蒸散量。结果表明：各生育期蒸散量与净辐射的日变化表现出很高的一致性,午间蒸散强度最大;播种-出苗期、苗期和吐絮期蒸散量主要受净辐射控制,蕾期与花铃期蒸散量主要受叶面积指数控制;在现行膜下滴灌灌溉制度下（年灌溉定额340~390 mm）,除吐絮期外,其他生育期土壤含水量均可以满足棉田蒸散耗水;播种-出苗期、苗期、蕾期、花铃期和吐絮期平均日蒸散量分别为1.8 mm/d,1.7 mm/d,3.7 mm/d,3.8 mm/d和1.2 mm/d,全生育期蒸散量为514.3 mm。     

荒漠-绿洲芦苇地蒸散量及能量平衡特征

运用波文比-能量平衡法,对荒漠绿洲芦苇地的蒸散量及能量通量进行了连续的测定,并对芦苇地蒸散特点和能量平衡特征进行了分析和探讨。结果表明:①芦苇的蒸散速率日变化表现出明显的昼夜变化,蒸散量随着芦苇的不同生长阶段存在明显的季节变化,生长季芦苇地总蒸散量为252.5 mm,各阶段降水量均不能满足蒸散发的需水要求,需要地下水的补给。②地下水作为干旱区绿洲的主要水源,其对绿洲蒸散发耗水的影响也是极为重要。净辐射是芦苇地蒸散耗水的能量来源和驱动力,气温是蒸散发的主导影响因子。风速在这些主导因子的影响下,起到加速的作用。③荒漠绿洲芦苇地平均感热通量峰值一般在250~300 W/m2之间,潜热通量平均最大值120~230 W/m2,平均土壤热通量峰值约20 W/m2。6月感热通量在地面能量交换中占主要地位,感热通量占净辐射的52.7%,潜热通量占净辐射的42.6%。7月潜热通量占净辐射的55.0%,感热通量占净辐射的40.4%。9月感热通量占净辐射的60%以上,潜热通量仅占净辐射的30%。土壤热通量约占净辐射的8%。     

近60年玛河流域绿洲蒸散量变化趋势及其影响因素分析

蒸散量的变化是地表热量和水量平衡中直接受气候变化影响的重要一项,文中采用PenmanMonteith公式计算潜在蒸散量,利用小波分析、Mann-Kendall法等多种统计方法对新疆干旱区玛纳斯河流域近60年蒸散量进行了定量分析。结果表明:玛纳斯河流域多年平均蒸散量为1521.43mm,年蒸散量的增加幅度为15.8mm/10年,在近60年呈现增多-减少-增多-减少的变化趋势,2005年为突变点,18年为蒸散量变化的震荡主周期,通过降水量、温度、风速和蒸散量的相关性分析表明,温度升高是蒸散量增加的主要原因,气温和风速是影响玛纳斯河流域潜在蒸散量的主要因素,降水量对蒸散量的影响最小。     

基于双层阻抗模型的玛纳斯河流域ET遥感估算

针对水文水资源分析计算中最难估算的分量-蒸散发(Evapotranspiration,ET),以典型干旱区流域-玛纳斯河流域为研究对象,采用理论基础坚实、区域应用限制小、反演陆面蒸散发较为合理准确的双层阻抗模型,并根据研究区实际情况进行了模型参数化的基础上,结合MOIDS数据、气象观测数据和DEM数据,估算了该流域的陆面蒸散发量,并分析了其时空分布特征。研究结果表明:中高山区和绿洲平原区,由于植被覆盖度高,以植被蒸腾为主,蒸散发量小;而低山丘陵区和沙漠区,由于植被稀疏,以土壤蒸发为主,蒸发强烈,因而蒸散发量最大。     

土地利用/覆被变化对区域蒸散发影响的遥感分析——以吉林省乾安县为例

以吉林省西部乾安县为例,基于Landsat TM和ETM+影像,分析该区1989年和2001年2期土地利用/覆被变化对区域蒸散发的影响。结果表明:从1989-2001年,乾安县土地利用/变化显著。草地→耕地、草地与不同程度盐碱地、不同程度盐碱地内部的转换为主要土地利用变化类型。12年来,不同土地利用类型的平均日蒸散量格局基本一致,表现为:水体>湿地/耕地>林地>草地/轻度盐碱地>居民用地>中度盐碱地>重度盐碱地。其中,59.6%的地表蒸散强度变化区的土地利用/覆被发生变化。草地→耕地、草地→不同程度盐碱地、不同程度盐碱地→草地的蒸散强度变化以基本不变、减少、增加为主;由轻度盐碱地向重度盐碱地逐渐转变时,蒸散强度降低,反之增加。由于草地的植被覆盖度减少,其蒸散强度降低,而林地、居民用地、轻度盐碱地的植被覆盖度增加,蒸散强度以增加为主。     

科尔沁沙地青贮玉米蒸散量的估算与分析

为准确估算科尔沁沙地青贮玉米实际蒸散量的变化规律,选用ASCE Penman-Monteith(ASCE-PM)模型计算参考作物蒸散发(ET0);利用双作物系数模型模拟土壤含水率与对应实测值进行统计分析,根据均方根误差、一致性指数、平均绝对误差和Nash-Sutcliffe效率指数4个指标以及回归系数和决定性系数对双作物系数模型进行率定和验证,然后模拟青贮玉米的作物系数,与ASCE-PM模型结合后模拟青贮玉米的蒸散发、棵间土壤蒸发和作物蒸腾规律,并分析其影响因素。结果表明:双作物系数模型准确地模拟土壤含水率和棵间土壤蒸发的变化过程,率定各阶段基础作物系数为0.25、0.9和0.5。棵间土壤蒸发先由播种时峰值下降到较低水平,于收割前有所回升;蒸腾速率除刚出苗和收割前呈单峰变化外大部分时段呈双峰变化,日内变化规律大体为中午高,早晚低,自出苗之日起生长中期后半段处于较高水平,之后逐渐减弱。青贮玉米蒸散量与太阳辐射线性关系最为显著(R=0.643),与气温、空气湿度和风速的相关性依次次之。ASCE-PM模型空气动力项5 d尺度贡献率为27.94%~77.66%,且随风速同增减。综上所述,ASCE-PM模型结合双作物系数可较好估算科尔沁沙地青贮玉米的实际蒸散量,以及棵间土壤蒸发和作物蒸腾量。     

近15 a秦岭林区水源涵养量变化特征

秦岭是陕西省乃至全国最主要的水源涵养区之一,也是"南水北调"中线工程的重要水源涵养区。研究秦岭地区水源涵养能力的空间分布,以及随时间的时空演化规律,对于寻找影响水源涵养能力变化的自然因素与人为因素都具有重要意义。在地表能量平衡原理和水均衡原理的基础上,利用2000—2014年降雨量和蒸发量数据对秦岭地区的水源涵养量进行定量评估,探讨近15 a来秦岭水源涵养量的时空演化特征,结果表明:在降雨量和陆地蒸散等多种因素的共同作用下,秦岭地区年水源涵养量在8.22~441.4 mm之间波动,整体呈现出波动增加的趋势,其中2011年最大,为441.4 mm,2002年最小,仅为8.22 mm;年水源涵养量安康市最高,宝鸡市最低;近15 a来,秦岭地区水源涵养能力的结构有所改善,0 mm和0~300 mm所占比例呈下降趋势,占总面积的比例由84.48%下降至76.95%;300~600 mm和600 mm所占比例呈现出波动上升的趋势,占总面积比例由15.52%上升至23.01%。秦岭地区年水源涵养量线性变化趋势以增加为主,增加的面积占总面积近9成,其中微弱增加占主导;增加最显著的地区主要集中在汉江中段。该研究结果可以为秦岭地区水资源保护提供科学的参考。     

利用Penman-Monteith法和蒸发皿法计算农田蒸散量的研究

根据西北农林科技大学灌溉试验站1998－2000年实测数据，用Penman-Monteith法计算了参考作物日蒸散量（ET0），用大型称重式蒸渗仪测量作物逐日实际蒸散量（ET），计算了作物系数（Kc），用蒸发皿法估算了农田蒸散量。对耗水量进行误差分析表明，冬小麦估算耗水最大偏差为13％，夏玉米估算耗水最大偏差为18％，这表明简易的蒸发皿方法估算作物耗水量是有效可行的。     

干旱区膜下滴灌高密度栽培加工番茄耗水规律研究

在覆膜滴灌条件下,对高密度栽培加工番茄的耗水规律及产量进行研究。结果表明:高密度栽培加工番茄最大耗水时段在6月26日—8月7日,日均耗水量6.15 mm,其中7月上旬的日均耗水量为6.8 mm,7月中旬的日均耗水量最大,为7.3 mm,7月下旬的日均耗水量为5.1 mm。日平均气温在20℃~25℃时,田间蒸散量最大,均值达205.19 mm,天数为56 d,日均耗水量3.66 mm,以每次灌水40mm,应灌水次数为5~6次,间隔9~10 d。同时,大田不同灌溉量试验表明,随着灌溉量的增加,加工番茄的产量逐步提高。利用蒸渗计计算理论灌量,通过回归计算,可得最大理论产量约188.69 t/hm2。     

宁夏六盘山水源区华山松次生林的生长季水量平衡与产流特征

为揭示典型森林生态系统对水文过程和产流功能的调控机制,文中在宁夏六盘山区,选择了华山松次生林样地,观测了2011年生长季(5月24日至10月20日)的水文过程,分析了水量平衡与产流特征。结果表明:2011生长季总降水量为724.3mm;华山松林分冠层截留量(率)为102.3mm(14.13%);林下降水量(率)为622.0mm(85.87%);枯落物层渗漏水量(率)为424.3mm(58.59%);0-30cm土层渗漏水量(率)为275.9mm(38.09%)。华山松林的生长季总蒸散为477.1mm,各蒸散分量(mm)对总蒸散的贡献表现为林木蒸腾(222.9)>林下蒸散(151.9)>植被截持(102.3)。水量平衡计算表明,该年生长季降水量可充分满足华山松林蒸散耗水需要,林地产水量(0-30cm土层的净流出量)为252.7mm。     

石羊河流域蒸散发遥感反演方法

蒸散是水资源管理的一个重要参数。与传统的蒸散计算方法相比,利用遥感进行蒸散研究具有快速、准确、大区域尺度及地图可视化显示等特点。本文通过研究,提出了基于能量平衡方法遥感反演蒸散发的计算模型,指出了模型参数的求解方法,建立了基于MOD IS遥感数据的大区域蒸散发遥感反演技术方法。通过对石羊河流域进行试验,证明该方法具有很强的实用性,并且具有进一步推广的技术前景。     

GLDAS数据产品在渭河流域潜在蒸散发模拟中的应用研究

蒸散发量是水资源管理的一个重要参数,目前的蒸散发模型中需要的大量气象参数,一般都是通过气象站点数据插值得到,对于缺资料和无资料地区有巨大的局限性。文中在对GLDAS气压、气温和风速数据产品年、月、日尺度进行有效性分析的基础上,将其应用于渭河流域潜在蒸散发模拟研究中,模型选用Penman-Manteith公式,对渭河流域2006-2009年日尺度上的潜在蒸散发时空结构进行了定量分析。结果表明:GLDAS数据产品精度较高,完全满足蒸散发研究的需要,较地面气象站点观测,具有较好的时空连续性,在全国性及区域性蒸散发模拟中具有较好的应用前景。     

河北坝上地区雨养裸燕麦田间蒸散规律

依托大型称重式蒸渗仪在2018年和2019年裸燕麦生育期内进行田间蒸散量的测定,利用根区水质模型(RZWQM2)对田间蒸散量变化的动态过程进行了模拟,并分析了不同时间尺度下田间蒸散特征及其环境影响因素。结果表明:RZWQM2模型对裸燕麦生育期内田间蒸散量模拟结果较好,2018年和2019年绝对平均误差(MAE)分别为1.11 mm·d~(-1)和1.19 mm·d~(-1),决定系数(R~2)分别为0.71和0.68,一致性指数(d)值均大于0.60;生育期内裸燕麦田间蒸散呈现"单峰型"曲线,在孕穗期日均蒸散峰值分别达到5.02、5.41 mm·d~(-1);各生育期内日均蒸散量为:孕穗期开花期成熟期拔节期出苗期,变化态势与叶面积指数表现一致;两种不同天气(多云和晴天),雨养裸燕麦田间蒸散均主要集中在6∶00—18∶00,约占日总蒸散的84%,而在18∶00—6∶00蒸散较低且变化相对稳定,约占日总蒸散的16%,雨养裸燕麦的蒸散过程受天气影响较大,晴天田间蒸散约为多云条件下的2倍。     

北疆地区滴灌冬小麦农田蒸散特征

于石河子大学灌溉试验站运用大型称重式蒸渗仪和小型棵间蒸发器开展滴灌冬小麦田间控水试验,设置3个灌量处理(W1=375 mm、W2=600 mm、W3=750 mm),旨在探明北疆地区滴灌冬小麦生育期农田蒸散与棵间蒸发特征。结果表明:滴灌冬小麦产量随灌量的增加呈显著增加趋势,但W2(8 450 kg·hm~(-2))与W3(8 670kg·hm~(-2))处理间差异不显著;水分利用效率以W2处理最大(1.4 kg·m~(-3)),显著高于W3和W1处理;滴灌冬小麦全生育期蒸散量随灌量增加而增加,介于412.3~707.6 mm,其中棵间蒸发量占蒸散量的27.9%~29.1%。表层土壤含水率和叶面积指数对棵间土壤蒸发影响明显,二者与棵间土壤蒸发占耗水比例均有良好的指数函数关系。深入分析表明,北疆地区滴灌冬小麦高产高效实现背景下生育期内的耗水特征为:生育期内耗水强度播种~越冬为1.0mm·d~(~(-1))、越冬~返青为0.3 mm·d~(~(-1))、返青~拔节为2.6 mm·d~(~(-1))、拔节~抽穗为6.3 mm·d~(~(-1))、抽穗~乳熟为6.6mm·d~(~(-1))、乳熟~成熟为6.2 mm·d~(~(-1))。     

夏玉米蒸散优化参数模型及参数敏感性分析

分别采用2种不同的冠层阻力模型和土壤阻力模型,组合成4种Shuttleworth-Wallace(S-W)模型,模拟夏玉米农田灌浆期的逐时蒸散量,以涡度相关法观测蒸散量为实测值检验模型改进的效果,找出最优冠层阻力模型和土壤阻力模型,并分析最优S-W模型对各阻力参数的敏感性。结果表明:李俊改进型有效叶面积指数冠层阻力模型和Sellers土壤阻力模型组合的S-W模型模拟效果最好,S-W模型估算玉米田蒸散的精度显著提高,蒸散发模拟值与实测值的相关系数、一致性指数更接近1,蒸散发模拟的相对误差和均方根误差变小。敏感性分析表明,在计算各个阻力参数模型中,S-W1模型估算蒸散发对冠层阻力最敏感,其次是土壤阻力和有效叶面积指数;采用改进型有效叶面积指数冠层阻力模型和Sellers土壤阻力参数模型组合后,在一定程度上提高了模型精度,提高了计算准确率。     

利用GDAS气象数据库资料估算区域参考作物ET0准确性评价——以山西省为例

准确估算参考蒸散发量对水资源管理、区域水资源利用规划和社会经济可持续发展研究至关重要,同时也是农业灌溉管理的依据.本研究的主要目的是评价美国地质调查局(USGS)利用美国国家海洋大气管理局(NOAA)提供的气象参数计算得到全球参考蒸散(GDAS)数据的可靠性.以2004～2007年山西省境内16个站点的中国地面国际交换...