基于Budyko理论的北京地区实际蒸散发估算及特征研究
发布时间：2022-01-19 19:32
为了探究近些年北京地区实际蒸散发的时空变化特征,采用基于Budyko理论的傅抱璞经验模型,对北京地区1980-2016年实际蒸散发进行了估算;并根据Mann-Kendall趋势分析、相关分析等方法,对研究区实际蒸散发的时间变化特征、空间格局以及影响因素进行了探讨;为提高傅抱璞经验模型在研究区的适用性,依据北京地区历史时期水文气象数据,结合水量平衡法对该模型参数进行了校准和验证。结果表明:优化参数后的经验模型在研究区具有较高的模拟精度,且适用性较强;北京地区多年实际蒸散发均值为447 mm;时间尺度上,呈不显著的下降趋势;空间上,表现出明显的空间异质性,其中,蓟运河山区的蒸散发最大,其次为潮白河流域东部;实际蒸散发的这种时空变化特征与区域降水量密切相关。
【文章来源】：水资源与水工程学报. 2020,31(03)CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
1980-2016年北京地区多年平均实际蒸发量空间分布
北京市毗邻天津市和河北省，介于东经115.7°～117.4°、北纬39.4°～41.6°之间，总面积约1.64×104km2，其中平原和山区各占总面积的38%和62%。气候为典型的暖温带半湿润大陆性季风气候。年平均气温在8～12℃[12]。降水量适中，1956-2016年多年平均降水量为572 mm，是华北地区降雨量最丰富的地区之一。降水季节分配不均匀，7、8月常有暴雨，汛期(6-9月份)降水量占全年降水量80%以上。北京地区自西向东贯穿大清河、永定河、北运河、潮白河和蓟运河五大水系，多发源于西北部山地，向东南流经平原地区，最后在海河汇入渤海(蓟运河除外)。永定河是最大的过境河流，潮白河是北京第二大河流。五大子流域地理位置示意图如图1所示。收集的数据资料包括北京地区34个蒸发站1980-2016年逐年水面蒸发数据、105个雨量站同期逐年降雨数据、五大子流域山区和平原1980-2000年逐年天然径流量数据，所有数据质量良好。各蒸发、雨量站点位置如图1所示。
在校准期，根据不同子流域山区和平原多年平均径流量、降水量以及水面蒸散发量数据对傅抱璞经验模型中的参数ω进行优化，得到ω最优取值，基于最优参数取值的Budyko模型对北京地区各子流域实际蒸散发模拟精度如表1所示。由表1可以看出，不同流域平原和山区傅抱璞经验模型在校准期的RE小于7%,NSE均高于0.7;在验证期，虽然模拟精度有所降低，但RE也均在10%内，NSE也均高于0.6。图2给出了模型校准期和验证期各子流域山区和平原实际蒸散发的变化曲线，由图2可以看出，无论是山区还是平原区，各子流域由流域水量平衡方程得到的蒸散发量曲线与傅抱璞经验模型得到的实际蒸散发量曲线拟合程度均较好，尤其是潮白河流域和永定河流域，两条曲线拟合程度更高。这说明经验模型参数ω经过优化后，模型能够更加真实地反映出研究区实际蒸散发的动态变化。4.2 实际蒸散发估算及其时间特征
【参考文献】：
期刊论文
[1]Budyko假设对松花江流域实际蒸散发的模拟研究[J]. 张静,刘国庆,宋小燕,宋松柏,李九一,李丽娟. 水文. 2019(02)
[2]基于Budyko假设的若尔盖流域径流变化归因分析[J]. 赵娜娜,王贺年,于一雷,徐卫刚. 南水北调与水利科技. 2018(06)
[3]基于多源数据的黑河流域日尺度蒸散发量模拟[J]. 张戈,夏建新,王树东. 南水北调与水利科技. 2018(06)
[4]基于能量平衡算法的精河流域绿洲蒸散发时空变化模拟[J]. 于辉,代鹏超,张金燕,毋兆鹏. 干旱地区农业研究. 2018(04)
[5]基于Budyko假设的潮河流域气候和植被变化对实际蒸散发的影响研究[J]. 曹文旭,张志强,查同刚,王盛萍,郭军庭,许行. 生态学报. 2018(16)
[6]区域尺度蒸散发遥感估算——反演与数据同化研究进展[J]. 尹剑,欧照凡,付强,刘东,邢贞相. 地理科学. 2018(03)
[7]1983-2012年北京市降水时空变化特征分析[J]. 文哲. 农村经济与科技. 2017(04)
[8]基于Budyko假设的岷江流域实际蒸散模拟研究[J]. 周君华,尹铎皓,范雲鹤,刘铁刚. 灌溉排水学报. 2017(01)
[9]基于水热耦合平衡理论的嫩江流域蒸散发估算[J]. 李鸿雁,薛丽君,王世界,安丰亮. 华北水利水电大学学报(自然科学版). 2016(04)
[10]基于Budyko假设的流域蒸散发估算及其对气候与下垫面的敏感性分析[J]. 张丹,梁康,聂茸,顾人颖. 资源科学. 2016(06)
本文编号：3597433
【文章来源】：水资源与水工程学报. 2020,31(03)CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
1980-2016年北京地区多年平均实际蒸发量空间分布
北京市毗邻天津市和河北省，介于东经115.7°～117.4°、北纬39.4°～41.6°之间，总面积约1.64×104km2，其中平原和山区各占总面积的38%和62%。气候为典型的暖温带半湿润大陆性季风气候。年平均气温在8～12℃[12]。降水量适中，1956-2016年多年平均降水量为572 mm，是华北地区降雨量最丰富的地区之一。降水季节分配不均匀，7、8月常有暴雨，汛期(6-9月份)降水量占全年降水量80%以上。北京地区自西向东贯穿大清河、永定河、北运河、潮白河和蓟运河五大水系，多发源于西北部山地，向东南流经平原地区，最后在海河汇入渤海(蓟运河除外)。永定河是最大的过境河流，潮白河是北京第二大河流。五大子流域地理位置示意图如图1所示。收集的数据资料包括北京地区34个蒸发站1980-2016年逐年水面蒸发数据、105个雨量站同期逐年降雨数据、五大子流域山区和平原1980-2000年逐年天然径流量数据，所有数据质量良好。各蒸发、雨量站点位置如图1所示。
在校准期，根据不同子流域山区和平原多年平均径流量、降水量以及水面蒸散发量数据对傅抱璞经验模型中的参数ω进行优化，得到ω最优取值，基于最优参数取值的Budyko模型对北京地区各子流域实际蒸散发模拟精度如表1所示。由表1可以看出，不同流域平原和山区傅抱璞经验模型在校准期的RE小于7%,NSE均高于0.7;在验证期，虽然模拟精度有所降低，但RE也均在10%内，NSE也均高于0.6。图2给出了模型校准期和验证期各子流域山区和平原实际蒸散发的变化曲线，由图2可以看出，无论是山区还是平原区，各子流域由流域水量平衡方程得到的蒸散发量曲线与傅抱璞经验模型得到的实际蒸散发量曲线拟合程度均较好，尤其是潮白河流域和永定河流域，两条曲线拟合程度更高。这说明经验模型参数ω经过优化后，模型能够更加真实地反映出研究区实际蒸散发的动态变化。4.2 实际蒸散发估算及其时间特征
【参考文献】：
期刊论文
[1]Budyko假设对松花江流域实际蒸散发的模拟研究[J]. 张静,刘国庆,宋小燕,宋松柏,李九一,李丽娟. 水文. 2019(02)
[2]基于Budyko假设的若尔盖流域径流变化归因分析[J]. 赵娜娜,王贺年,于一雷,徐卫刚. 南水北调与水利科技. 2018(06)
[3]基于多源数据的黑河流域日尺度蒸散发量模拟[J]. 张戈,夏建新,王树东. 南水北调与水利科技. 2018(06)
[4]基于能量平衡算法的精河流域绿洲蒸散发时空变化模拟[J]. 于辉,代鹏超,张金燕,毋兆鹏. 干旱地区农业研究. 2018(04)
[5]基于Budyko假设的潮河流域气候和植被变化对实际蒸散发的影响研究[J]. 曹文旭,张志强,查同刚,王盛萍,郭军庭,许行. 生态学报. 2018(16)
[6]区域尺度蒸散发遥感估算——反演与数据同化研究进展[J]. 尹剑,欧照凡,付强,刘东,邢贞相. 地理科学. 2018(03)
[7]1983-2012年北京市降水时空变化特征分析[J]. 文哲. 农村经济与科技. 2017(04)
[8]基于Budyko假设的岷江流域实际蒸散模拟研究[J]. 周君华,尹铎皓,范雲鹤,刘铁刚. 灌溉排水学报. 2017(01)
[9]基于水热耦合平衡理论的嫩江流域蒸散发估算[J]. 李鸿雁,薛丽君,王世界,安丰亮. 华北水利水电大学学报(自然科学版). 2016(04)
[10]基于Budyko假设的流域蒸散发估算及其对气候与下垫面的敏感性分析[J]. 张丹,梁康,聂茸,顾人颖. 资源科学. 2016(06)
本文编号：3597433
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