基于蒸散互补相关关系的全国二级流域实际蒸散研究

发布时间：2020-04-23 04:25

【摘要】：蒸散(evapotranspiration, ET)是联络着大气过程和陆面过程的水文循环中一个重要的过程,对研究气候变化和水文循环机制有着关键的作用。全国流域实际蒸散的分布及模型估算的研究,可以有助于提高水资源的利用、缓解生态环境紧张等应用价值。本文通过水量平衡方程,采用全国756个常规气象站数据和多种水文资料,计算获得流域多年平均实际蒸散量,阐述了全国流域实际蒸散的分布特征;在此基础上并进一步验证了全国流域的蒸散互补相关关系,同时分析了在不同气候条件下蒸散互补关系的不同特征变化。本文根据全国二级流域的水文径流资料、降雨量和蒸散皿数据,通过将蒸发皿数据作为潜在蒸散,同时利用水量平衡方程计算获得的流域实际蒸散,剖析了全国二级流域的蒸散互补相关关系的非对称性。最后,在蒸散互补相关关系基础上,采用Penman公式作为“潜在蒸散”和Priestly Taylor公式作为“湿润环境蒸散”,得到了估算实际蒸散的通用模型。本文主要完成了以下几个方面的工作：(1)从水热能量平衡机制出发,在多年长序列时间尺度土壤蓄水量保持不变的情况下,采用闭合流域水量平衡方程,通过获取流域年降水量和径流深度并计算其差值,可得到流域实际蒸散。结合各个流域的空间地理分布及气候特征,从十大流域和二级流域两个角度,分别讨论了空间上在全国范围的多年平均实际蒸散变化特征。经分析表明,全国十大流域的实际蒸散的分布规律为：南部总体高于北部,东部高于西部,平原总体高于山区。全国十大流域下的二级流域的实际蒸散有着类似的变化规律,从东往西递减,由南到北递减。(2)在讨论蒸散互补相关理论和Penman正比假设两个相悖的理论基础之上,利用闭合流域水量平衡方程获得流域的实际蒸散,并将小型蒸发皿的资料作为潜在蒸散,分别探讨不同干湿气候区,讨论二者随着下垫面供水条件即流域降水量的变化的而变化特征。结果表明,无论流域干、湿情况如何,实际蒸散与潜在蒸散的互补关系均存在,即实际蒸散与降水量呈正相关关系,潜在蒸散与降水量呈负相关关系。对比流域不同干、湿情况可以看出,随着流域由干变湿,实际蒸散趋势线与潜在蒸散趋势线的闭合趋势呈现逐渐明显的态势。(3)基于蒸散互补相关关系,在流域尺度上,研究表明蒸散互补相关呈现非对称性。本文根据实际蒸散和潜在蒸散与下垫面供水条件即降水量之间的相关关系,联立回归方程,建立起非对称互补相关理论模型。通过对全国二级流域的非对称互补相关模型研究,可以得到以下两点结果：首先,在全国范围内,蒸散互补相关的非对称性是普遍存在的；其次,在不同气候条件下,蒸散互补相关的非对称性模型的各个参数随着下垫面供水条件的变化而减少,但是降低的幅度却不是一直不变的。(4)根据蒸散互补相关关系,在前人的研究基础上,提出在全国二级流域的尺度上,建立起流域实际蒸散的通用模型。利用水文、气象资料等,获得通用模型的各个系数。通过模型的模拟结果可以看出,流域实际蒸散的估算模拟误差均低于10%,这是较好的模拟的结果。同时利用十大流域的气象、水文资料验证通用模型,同样为消除土壤蓄水变量的影响,对验证资料进行10年滑动平均处理,该模型的验证结果均在15%以内。结果表明,本文构建的通用模型估算流域实际蒸散量具有较好的结果。
【图文】：

水系分布,水系分布

图２－１全国水系分布图逡逑

水系分布,流域区,一级,青藏高原湖泊

超过１０００平方千米的河流有１５００多条。从宏观上看，中国的淡水湖群绝大部分分布在沿逡逑海东部尤其是在长江中下游区域；内陆咸水湖较集中在西部地区１＾青藏高原湖泊为例。逡逑灥逡逑…Ｉ，，逦／逦Ｉ逦ｉ逦０邋Ｉ邋５５０邋＂００逦’公００ｋｍ逡逑１０邋、．＇Ｔ逦逦逡逑ｊ逦邋．．．逦，逦－逦＾，逦＼逦—一－－－－邋一－逡逑８０。Ｆ逦ＷＴ邋Ｋ逦１（Ｈ）－邋Ｋ逦川）；１：逦１Ｖ０＇邋Ｋ逦１３０＇邋Ｆ逡逑图２－１全国水系分布图逡逑８逡逑
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P426.2

【参考文献】