大汶河流域陆面蒸发估算方法比较
发布时间：2021-07-20 13:52
区域陆面蒸散发的估算对于计算区域水资源总量,合理配置水资源具有重要意义。针对处于大汶河流域上游、受人类活动影响较小的雪野水库、黄前水库、东周水库控制子流域的实际特点,分别利用MODIS遥感方法、SWAT模型法、水面蒸发折算系数法对这三个子流域2000年-2008年的多年平均年陆面蒸发量及多年月平均陆面蒸发量进行估算,并基于水量平衡方程,结合各子流域的同期降雨与天然径流资料,对估算结果进行了分析比较。结果表明:在大汶河流域内,采用MODIS遥感方法估算实际陆面蒸散发的精度较低;水面蒸发折算系数法具有一定精度;SWAT模型法精度较高、适应性较好,估算误差仅在3%左右。研究结果可为半湿润区陆面蒸发估算方法的选择提供参考。
【文章来源】：南水北调与水利科技. 2017,15(05)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
图１研究区域概况Ｆｉｇ．１Ｓｋｅｔｃｈｍａｐｏｆｔｈｅｓｔｕｄｙａｒｅａ
ｍｉｎ）０．５（珚Ｔａｖ＋１７．８）（３）式中：λ为蒸发潜热（ＭＪ／ｋｇ）；Ｅ０为潜在蒸发量（ｍｍ／ｄ）；Ｈ０为地外辐射（ＭＪ／（ｍ２·ｄ））；Ｔｍａｘ为某天的最高气温（℃）；Ｔｍｉｎ为某天的最低气温（℃）；珡Ｔａｖ为某天的平均气温（℃）。首先建立大汶河流域ＳＷＡＴ模型，根据雪野水库、黄前水库、东周水库的实际经纬度人工添加三个水库控制点，根据加载的ＤＥＭ数据自动划分生成５４个子流域，如图２。在模型蒸散发模块中输入流域内３个代表性气象站泰安、泰山、淄川站的最高气温、最低气温与平均气温的数据，利用式（３）计算得出各子流域的逐月潜在蒸发量。得到潜在蒸发量之后，ＳＷＡＴ模型将计算植被冠层截留雨量蒸发、最大蒸腾量、最大升华量和最大土壤蒸发量，最后计算得出土壤的实际升华量和蒸发量，最终得到实际陆面蒸发量。本文选取了ＳＷＡＴ模型计算得到的大汶河流域中５４个子流域２０００年１月－２００８年１２月的逐月陆面蒸发资料，并计算得到三个水库控制的子流域２０００年－２００８年多年平均年陆面蒸发量，见表１。图２大汶河流域子流域划分Ｆｉｇ．２Ｄｉｖｉｓｉｏｎｏｆｓｕｂ－ｂａｓｉｎｓｉｎｔｈｅＤａｗｅｎｈｅＲｉｖｅｒｂａｓｉｎ表１水库控制子流域２０００年－２００８年多年平均年陆面蒸发量ＳＷＡＴ模型计算结果Ｔａｂ．１Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅａｖｅｒａｇｅａｎｎｕａｌｌａｎｄｓｕｒｆａｃｅｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｕｂ－ｂａｓｉｎｓｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ
水文水资源流残差平方和最小为目标函数［２２－２３］，具体公式如下：ｍｉｎ＝∑ｎｔ＝１（Ｒｔ－Ｒ０ｔ）２（５）其中：Ｒｔ＝Ｐｔ－Ｋ×Ｅ０ｔ（６）式中：Ｒｔ为第ｔ年的估算径流量；Ｐｔ为第ｔ年的降雨量；Ｅ０ｔ为第ｔ年的水面蒸发量；Ｒ０ｔ为第ｔ年的天然径流量；ｎ为径流资料长度，本次取２０ａ。利用１９８０年－１９９９年的多年降雨、水面蒸发及天然径流资料，雪野水库、黄前水库、东周水库控制的三个子流域均能得出一个折算系数，分别为：０．７６、０．７０、０．４７。率定期年径流过程对比见图３，由图可知，三个子流域的估算径流与天然径流拟合情况良好。图３水库控制子流域率定期年径流过程对比Ｆｉｇ．３Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｔｈｅａｎｎｕａｌｒｕｎｏｆｆｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｐｅｒｉｏｄ利用每个子流域算出的折算系数乘２０００年－２００８年的多年平均年水面蒸发量，从而求得２０００年－２００８年多年平均年陆面蒸发量，计算结果见表２。表２水库控制子流域２０００年－２００８年多年平均年陆面蒸发量估算Ｔａｂ．２Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｖｅｒａｇｅａｎｎｕａｌｌａｎｄｓｕｒｆａｃｅｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｕｂ－ｂａｓｉｎｓｄｕｒｉｎｇ２０００－２００８水库名多年平均年水面蒸发量／ｍｍＫ值多年平均年陆面蒸发量／ｍｍ雪野６６４．１０．７６５０４．７黄前７２５．４０．７０５０７．８东周９８８．１０．４７４６４．４４结果比较为了验证区域蒸散发估算
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MOD16A2的锡林郭勒草原近14年的蒸散发时空动态[J]. 张巧凤,刘桂香,于红博,包玉海. 草地学报. 2016(02)
[2]遥感反演蒸散发时间尺度拓展方法研究进展[J]. 夏浩铭,李爱农,赵伟,边金虎. 农业工程学报. 2015(24)
[3]钱塘江流域蒸散发遥感估算[J]. 田文婷,王飞,王新,王学强. 浙江水利科技. 2015(06)
[4]基于MOD16产品的三江平原蒸散量时空分布特征分析[J]. 冯飞,姚云军,张彦彬,李香兰. 生态环境学报. 2015(11)
[5]基于MOD16产品的淮河流域实际蒸散发时空分布[J]. 杨秀芹,王磊,王凯. 冰川冻土. 2015(05)
[6]基于MOD16产品的我国2001-2010年蒸散发时空格局变化分析[J]. 贺添,邵全琴. 地球信息科学学报. 2014(06)
[7]山东省陆面实际蒸发量估算及变化特征分析[J]. 张国华,郭磊,刘健,翟建青. 人民黄河. 2014(10)
[8]基于MOD16的陕西省蒸散量时空分布特征[J]. 范建忠,李登科,高茂盛. 生态环境学报. 2014(09)
[9]基于蒸渗仪实测的参考作物蒸散发模型北京地区适用性评价[J]. 袁小环,杨学军,陈超,武菊英. 农业工程学报. 2014(13)
[10]甘肃民勤小型与E-601型蒸发皿蒸发量折算系数分析[J]. 谢万银,陈英,徐彬. 干旱气象. 2014(03)
本文编号：3292946
【文章来源】：南水北调与水利科技. 2017,15(05)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
图１研究区域概况Ｆｉｇ．１Ｓｋｅｔｃｈｍａｐｏｆｔｈｅｓｔｕｄｙａｒｅａ
ｍｉｎ）０．５（珚Ｔａｖ＋１７．８）（３）式中：λ为蒸发潜热（ＭＪ／ｋｇ）；Ｅ０为潜在蒸发量（ｍｍ／ｄ）；Ｈ０为地外辐射（ＭＪ／（ｍ２·ｄ））；Ｔｍａｘ为某天的最高气温（℃）；Ｔｍｉｎ为某天的最低气温（℃）；珡Ｔａｖ为某天的平均气温（℃）。首先建立大汶河流域ＳＷＡＴ模型，根据雪野水库、黄前水库、东周水库的实际经纬度人工添加三个水库控制点，根据加载的ＤＥＭ数据自动划分生成５４个子流域，如图２。在模型蒸散发模块中输入流域内３个代表性气象站泰安、泰山、淄川站的最高气温、最低气温与平均气温的数据，利用式（３）计算得出各子流域的逐月潜在蒸发量。得到潜在蒸发量之后，ＳＷＡＴ模型将计算植被冠层截留雨量蒸发、最大蒸腾量、最大升华量和最大土壤蒸发量，最后计算得出土壤的实际升华量和蒸发量，最终得到实际陆面蒸发量。本文选取了ＳＷＡＴ模型计算得到的大汶河流域中５４个子流域２０００年１月－２００８年１２月的逐月陆面蒸发资料，并计算得到三个水库控制的子流域２０００年－２００８年多年平均年陆面蒸发量，见表１。图２大汶河流域子流域划分Ｆｉｇ．２Ｄｉｖｉｓｉｏｎｏｆｓｕｂ－ｂａｓｉｎｓｉｎｔｈｅＤａｗｅｎｈｅＲｉｖｅｒｂａｓｉｎ表１水库控制子流域２０００年－２００８年多年平均年陆面蒸发量ＳＷＡＴ模型计算结果Ｔａｂ．１Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅａｖｅｒａｇｅａｎｎｕａｌｌａｎｄｓｕｒｆａｃｅｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｕｂ－ｂａｓｉｎｓｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ
水文水资源流残差平方和最小为目标函数［２２－２３］，具体公式如下：ｍｉｎ＝∑ｎｔ＝１（Ｒｔ－Ｒ０ｔ）２（５）其中：Ｒｔ＝Ｐｔ－Ｋ×Ｅ０ｔ（６）式中：Ｒｔ为第ｔ年的估算径流量；Ｐｔ为第ｔ年的降雨量；Ｅ０ｔ为第ｔ年的水面蒸发量；Ｒ０ｔ为第ｔ年的天然径流量；ｎ为径流资料长度，本次取２０ａ。利用１９８０年－１９９９年的多年降雨、水面蒸发及天然径流资料，雪野水库、黄前水库、东周水库控制的三个子流域均能得出一个折算系数，分别为：０．７６、０．７０、０．４７。率定期年径流过程对比见图３，由图可知，三个子流域的估算径流与天然径流拟合情况良好。图３水库控制子流域率定期年径流过程对比Ｆｉｇ．３Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｔｈｅａｎｎｕａｌｒｕｎｏｆｆｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｐｅｒｉｏｄ利用每个子流域算出的折算系数乘２０００年－２００８年的多年平均年水面蒸发量，从而求得２０００年－２００８年多年平均年陆面蒸发量，计算结果见表２。表２水库控制子流域２０００年－２００８年多年平均年陆面蒸发量估算Ｔａｂ．２Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｖｅｒａｇｅａｎｎｕａｌｌａｎｄｓｕｒｆａｃｅｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｕｂ－ｂａｓｉｎｓｄｕｒｉｎｇ２０００－２００８水库名多年平均年水面蒸发量／ｍｍＫ值多年平均年陆面蒸发量／ｍｍ雪野６６４．１０．７６５０４．７黄前７２５．４０．７０５０７．８东周９８８．１０．４７４６４．４４结果比较为了验证区域蒸散发估算
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MOD16A2的锡林郭勒草原近14年的蒸散发时空动态[J]. 张巧凤,刘桂香,于红博,包玉海. 草地学报. 2016(02)
[2]遥感反演蒸散发时间尺度拓展方法研究进展[J]. 夏浩铭,李爱农,赵伟,边金虎. 农业工程学报. 2015(24)
[3]钱塘江流域蒸散发遥感估算[J]. 田文婷,王飞,王新,王学强. 浙江水利科技. 2015(06)
[4]基于MOD16产品的三江平原蒸散量时空分布特征分析[J]. 冯飞,姚云军,张彦彬,李香兰. 生态环境学报. 2015(11)
[5]基于MOD16产品的淮河流域实际蒸散发时空分布[J]. 杨秀芹,王磊,王凯. 冰川冻土. 2015(05)
[6]基于MOD16产品的我国2001-2010年蒸散发时空格局变化分析[J]. 贺添,邵全琴. 地球信息科学学报. 2014(06)
[7]山东省陆面实际蒸发量估算及变化特征分析[J]. 张国华,郭磊,刘健,翟建青. 人民黄河. 2014(10)
[8]基于MOD16的陕西省蒸散量时空分布特征[J]. 范建忠,李登科,高茂盛. 生态环境学报. 2014(09)
[9]基于蒸渗仪实测的参考作物蒸散发模型北京地区适用性评价[J]. 袁小环,杨学军,陈超,武菊英. 农业工程学报. 2014(13)
[10]甘肃民勤小型与E-601型蒸发皿蒸发量折算系数分析[J]. 谢万银,陈英,徐彬. 干旱气象. 2014(03)
本文编号：3292946
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