北京市城市蒸散发研究
发布时间：2021-01-27 01:20
城市化在全球范围内高速发展,城市化进程改变了自然下垫面也影响着水文过程,因而也影响着水文过程中的关键环节——蒸散发。城市蒸散发具有很大的科学意义,可以有效地了解城市水文循环过程及城市高强度用水的机理,但因城市下垫面的复杂多样性,使得城市地表蒸散发的研究难度加大,无法简单使用均一下垫面研究方法。传统城市蒸散量估算法认为城区蒸散量小于自然下垫面蒸散量,但这难以解释城市高强度用水及水分去向问题。本文以北京市为例进行城市蒸散发研究,充分考虑城市下垫面的复杂性,分别采用水量平衡法、基于能量平衡的遥感反演法和下垫面分类法,探究城市蒸散发量及城市高强度用水问题。水量平衡法的空间尺度为北京全市,时段为2003-2012年,频率为年尺度,此方法将北京全市分为山区、平原区、郊区和城区几个子区域,分别估算了北京全市和子区域的蒸散量。遥感反演法采用SEBS模型估算北京全市蒸散量,计算时段为2011年,时间频率为日尺度,在此基础上加入人为热数据输入模块,形成了SEBSQF模型,与水量平衡法的结果对比显示,SEBSQF模型的计算结果更符合实际,其中对城区估算的结果误差由...
【文章来源】：清华大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：120 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 蒸散发理论发展
1.2.2 区域蒸散发研究
1.2.3 遥感反演估算城市蒸散发
1.2.4 其他蒸散发估算方法
1.3 研究思路与内容
第2章 研究区域概况
2.1 自然地理
2.2 水资源供给
2.3 城市化进程
2.4 水资源消耗概况
第3章 基于水量平衡的城市蒸散发估算
3.1 北京市子区域划分
3.2 水量平衡分析方法
3.2.1 北京市蒸散发量
3.2.2 山区蒸散发量
3.2.3 平原区蒸散发量
3.2.4 城区蒸散发量
3.2.5 郊区蒸散发量
3.3 蒸散发分区估算
3.4 北京市年蒸散发量时空分布特征
第4章 基于能量平衡的城市蒸散发遥感反演
4.1 SEBS模型
4.1.1 净辐射与土壤热通量的计算
4.1.2 显热通量H的计算
4.1.3 地表粗糙高度的计算
4.1.4 日蒸散量的计算
4.2 数据预处理
4.2.1 数据准备
4.2.2 输入数据反演与计算
4.2.3 数据近似
4.2.4 时空分辨率
4.3 遥感反演结果
4.3.1 北京全市蒸散发估算结果
4.3.2 不同下垫面蒸散发估算结果
4.3.3 分区蒸散发估算结果
4.4 模型修正：考虑人为热
4.4.1 加入人为热模块的SEBS-QF模型
4.4.2 北京市人为热数据
QF模型结果"> 4.4.3 SEBSQF模型结果
第5章 下垫面分类估算清华校园蒸散发
5.1 清华校园蒸散发研究框架
5.1.1 研究思路
5.1.2 不同下垫面蒸散发估算
5.1.3 水量平衡估算方法
5.2 蒸散发研究数据预处理
5.2.1 清华校园下垫面分类
5.2.2 清华校园供水分配及用水强度
5.3 蒸散发估算过程
5.3.1 水面与草地蒸散发
5.3.2 树木蒸散发量
5.3.3 硬化地面与建筑屋顶
5.3.4 建筑物内部蒸散发量
5.3.5 局部到整体法的总蒸散量
5.4 水量平衡及蒸散发量分析
5.4.1 水量输入项
5.4.2 水量输出项
5.4.3 水量平衡及蒸散强度
5.4.4 水循环过程表征
第6章 城市蒸散发估算结果对比分析
6.1 北京市蒸散发对比
6.2 清华校园蒸散发对比
6.3 不同方法对比结果的探讨
第7章 总结和展望
7.1 主要成果
7.2 创新点
7.3 研究展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]城市耗水的“自然-社会”二元属性及季节性特征研究——以北京市为例[J]. 周晋军,王浩,刘家宏,王忠静,张永祥. 水利学报. 2020(11)
[2]城市背景下草地植被根系层蒸散发及土壤水分模拟[J]. 齐欣,陈健,刘岫峰,黄金柏. 人民珠江. 2019(08)
[3]城市背景下草地蒸散发及土壤水分变异特性——以扬州区域性草地植被为例[J]. 周钦,黄金柏,周亚明,黄涌增. 节水灌溉. 2019(03)
[4]城市水管理与海绵城市建设之理论基础——城市水文学研究进展[J]. 徐宗学,程涛. 水利学报. 2019(01)
[5]城市高耗水现象及其机理分析[J]. 刘家宏,周晋军,邵薇薇. 水资源保护. 2018(03)
博士论文
[1]海绵城市防洪减涝效应评价模型及其应用[D]. 白桦.中国科学院大学(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心) 2020
[2]城市耗水机制及计算模型研究[D]. 周晋军.清华大学 2018
[3]基于改进Penman-Monteith模型的城市地表蒸散发定量遥感估算研究[D]. 张宇.中国矿业大学 2018
[4]柴达木盆地南缘地下水循环演化模式及其变化趋势研究[D]. 肖勇.中国地质大学(北京) 2018
本文编号：3002163
【文章来源】：清华大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：120 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 蒸散发理论发展
1.2.2 区域蒸散发研究
1.2.3 遥感反演估算城市蒸散发
1.2.4 其他蒸散发估算方法
1.3 研究思路与内容
第2章 研究区域概况
2.1 自然地理
2.2 水资源供给
2.3 城市化进程
2.4 水资源消耗概况
第3章 基于水量平衡的城市蒸散发估算
3.1 北京市子区域划分
3.2 水量平衡分析方法
3.2.1 北京市蒸散发量
3.2.2 山区蒸散发量
3.2.3 平原区蒸散发量
3.2.4 城区蒸散发量
3.2.5 郊区蒸散发量
3.3 蒸散发分区估算
3.4 北京市年蒸散发量时空分布特征
第4章 基于能量平衡的城市蒸散发遥感反演
4.1 SEBS模型
4.1.1 净辐射与土壤热通量的计算
4.1.2 显热通量H的计算
4.1.3 地表粗糙高度的计算
4.1.4 日蒸散量的计算
4.2 数据预处理
4.2.1 数据准备
4.2.2 输入数据反演与计算
4.2.3 数据近似
4.2.4 时空分辨率
4.3 遥感反演结果
4.3.1 北京全市蒸散发估算结果
4.3.2 不同下垫面蒸散发估算结果
4.3.3 分区蒸散发估算结果
4.4 模型修正：考虑人为热
4.4.1 加入人为热模块的SEBS-QF模型
4.4.2 北京市人为热数据
QF模型结果"> 4.4.3 SEBSQF模型结果
第5章 下垫面分类估算清华校园蒸散发
5.1 清华校园蒸散发研究框架
5.1.1 研究思路
5.1.2 不同下垫面蒸散发估算
5.1.3 水量平衡估算方法
5.2 蒸散发研究数据预处理
5.2.1 清华校园下垫面分类
5.2.2 清华校园供水分配及用水强度
5.3 蒸散发估算过程
5.3.1 水面与草地蒸散发
5.3.2 树木蒸散发量
5.3.3 硬化地面与建筑屋顶
5.3.4 建筑物内部蒸散发量
5.3.5 局部到整体法的总蒸散量
5.4 水量平衡及蒸散发量分析
5.4.1 水量输入项
5.4.2 水量输出项
5.4.3 水量平衡及蒸散强度
5.4.4 水循环过程表征
第6章 城市蒸散发估算结果对比分析
6.1 北京市蒸散发对比
6.2 清华校园蒸散发对比
6.3 不同方法对比结果的探讨
第7章 总结和展望
7.1 主要成果
7.2 创新点
7.3 研究展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]城市耗水的“自然-社会”二元属性及季节性特征研究——以北京市为例[J]. 周晋军,王浩,刘家宏,王忠静,张永祥. 水利学报. 2020(11)
[2]城市背景下草地植被根系层蒸散发及土壤水分模拟[J]. 齐欣,陈健,刘岫峰,黄金柏. 人民珠江. 2019(08)
[3]城市背景下草地蒸散发及土壤水分变异特性——以扬州区域性草地植被为例[J]. 周钦,黄金柏,周亚明,黄涌增. 节水灌溉. 2019(03)
[4]城市水管理与海绵城市建设之理论基础——城市水文学研究进展[J]. 徐宗学,程涛. 水利学报. 2019(01)
[5]城市高耗水现象及其机理分析[J]. 刘家宏,周晋军,邵薇薇. 水资源保护. 2018(03)
博士论文
[1]海绵城市防洪减涝效应评价模型及其应用[D]. 白桦.中国科学院大学(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心) 2020
[2]城市耗水机制及计算模型研究[D]. 周晋军.清华大学 2018
[3]基于改进Penman-Monteith模型的城市地表蒸散发定量遥感估算研究[D]. 张宇.中国矿业大学 2018
[4]柴达木盆地南缘地下水循环演化模式及其变化趋势研究[D]. 肖勇.中国地质大学(北京) 2018
本文编号：3002163
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