山西省汾河流域植被恢复对蒸散发的影响

为了揭示汾河流域植被恢复后对区域蒸散发的影响,分析了汾河流域不同森林尺度蒸散发系数,计算了植被恢复对汾河流域蒸散发的影响。结果表明:林地蒸散发系数与林地的尺度规模有关,太谷均衡实验站林地的面积较小,平均蒸散发系数达1.257;流域内森林区蒸散发系数平均为0.666,灌木林区平均蒸散发系数为0.711。汾河流域新增森林面积5 695 km2,可减少蒸散发量49 353万m3,新增灌丛面积903 km2,可减少蒸散发量1 819万m3。研究成果对于山西汾河流域生态恢复治理具有一定的参考价值。     

黑河下游地区地下水与植被生长的关系

借助遥感方法,结合地下水水位观测数据,在区域尺度上定量地研究了我国黑河下游额济纳地区地下水水位埋深及与植被生长的关系。结果表明:影响植被生长的临界地下水水位埋深为4.0 m,适宜植被生长的地下水水位埋深范围约为2.6~4.0 m,当地下水水位埋深为2.8 m左右时,植被长势最好。     

改进SEBS 模型评价黑河中游灌溉水资源利用效率

我国西北干旱半干旱地区内陆河流域农业耗水是水资源消耗的主要部分,准确估算干旱半干旱区绿洲蒸散发(ET)对合理配置和有效利用水资源非常重要。针对干旱半干旱区作物蒸散受土壤水分胁迫的特点,将土壤水分信息引入到SEBS模型中,利用MODIS影像,结合WRF模式输出的格网和地面观测的气象数据估算2012年黑河中游绿洲蒸散发。与涡动观测结果对比:改进的SEBS模型更适用于灌溉作物在水分胁迫下的蒸散发估算。进而分别在灌区和黑河中游整个绿洲尺度上评价2012年作物水资源利用效率,结果显示:在灌区尺度上水资源利用效率是57%;以整个黑河中游为对象,由于考虑了地表水地下水的转换和重复利用,绿洲作物水资源利用效率可达到66%,但抽取地下水重复利用消耗大量的能源,为此需要提升单方水的利用效率,减少对地下水的过度开采,做到既节约水资源,又节约能源。     

黄河流域多源蒸散发产品评估

准确估算蒸散发对流域水循环研究具有重要意义。文章以黄河流域为研究区,通过引入植被初级总生产力以实现对SW模型的改进,并对改进SW模型(ET_SW＿GLASS)、陆表特征参数蒸散发产品(ET_GLASS)和基于蒸散发互补方法蒸散发产品(ET_CR)进行对比评价。结果表明：ET_GLASS、ET_CR和ET_SW＿GLASS在流域时空变化格局方面有较大差异;与基于水量平衡方法计算的值相比,ET_SW＿GLASS的精度最高;ET_SW＿GLASS的栅格尺度月均不确定性低于ET_GLASS和ET_CR。该结果可为黄河流域水循环研究提供重要参考。     

不同蒸散发模型在湿润地区的适用性研究

为研究不同蒸散发模型在估算湿润地区蒸散发量方面的适用性,以淮河大坡岭以上流域为研究对象,构建了考虑植被叶面积指数的分布式彭曼蒸散发模型及双源蒸散发模型。通过计算流域2010～2018年逐日蒸散发能力,并建立上述模型计算值与蒸发皿实测值的拟合关系,比较了两个模型的计算精度。结果表明:彭曼蒸散发模型及双源蒸散发模型计算的流域蒸散发能力值与蒸发皿实测值,在时间上具有较好的相似性和一致性;且双源蒸散发模型计算的流域蒸散发能力与蒸发皿实测蒸散发值的相关关系好于彭曼蒸散发模型。研究结果可为估算湿润地区的蒸散发量提供支撑。     

不同蒸散发模型在大凌河流域的对比运用研究

文章以大凌河大城子水文站以上为研究流域,分别运用考虑植被叶面积指数的双源蒸散发模型和P-M公式计算流域的蒸散发,并和大城子实测蒸发皿蒸发进行对比分析,在此基础上,还定量研究了不同气象因素和植被覆盖度对蒸发皿蒸发的影响。研究成果可以为大凌河流域蒸散发估算和水文模拟提供重要参考价值。     

基于BTOPMC模型的NDVI分辨率影响研究

归一化植被指数NDVI是S-W模型计算蒸散发的主要输入资料之一。分别采用月分辨率和10d分辨率的NDVI估算黄泥庄流域1985~1987年蒸散发能力并驱动一个水文模型,以研究NDVI分辨率对蒸散发能力估算和水文模型精度的影响。结果表明:由10d分辨率NDVI计算的根系层蒸发能力和植被截留蒸发能力都比由月分辨率资料计算的值小,年根系层蒸发能力减少9.77%~13.64%,植被截留蒸发能力减少5.34%~8.43%,并且,NDVI分辨率在夏季对根系层蒸发能力影响较大,而在冬季对截留蒸发能力影响较大。利用估算的两种蒸散发能力值分别驱动BTOPMC模型并分别率定参数,模型两种模拟结果较接近,水文模型对NDVI分辨率并不敏感。     

区域蒸散发监测与估算方法研究综述

蒸散发是能量循环与水循环的结合,是陆面生态过程与水文过程的纽带。准确测定与估算区域蒸散发对气候演变研究、水资源规划与管理、农业节水研究、作物产量模拟及环境问题等方面都具有重要的现实意义。近30多年来,随着技术手段的进步,蒸散发的监测和估算取得了重大进展,本文对此进行了分析和评价,总结了测定作物蒸散发的主要方法,包括梯度法、土壤水平衡法、蒸渗仪法、波文比法、涡度相关法和闪烁通量仪法等。估算区域植被或作物蒸散发的主要方法包括区域水量平衡法、彭曼综合法、互补相关法等。本文综述了各种方法的基本原理及优缺点,分析了不同方法反映不同尺度蒸散发的适应性,提出了估算区域蒸发目前存在的问题以及未来的发展前景。     

陆地蒸散发分割方法及影响因素研究进展

蒸散发（ET）是陆地水文循环的重要组成部分,蒸散发分割及其影响因素辨识在气象、水文和农业等领域均有重要意义。为研究不同蒸散发分割方法的适用性及不同时间尺度上蒸散发分割的影响因素,在总结不同蒸散发分割方法优缺点的基础上,探讨了日和季节两个时间尺度上蒸散发分割的影响因素。结果表明：水文气象和同位素方法适用于田间尺度,数值模拟方法适用于区域尺度;在日尺度上蒸腾和蒸散发比值（T/ET）与太阳辐射、土壤温度及植被类型（体现在气孔导度差异）等因素呈正相关关系,在季节尺度上T/ET与植被生长状况呈正相关关系,与降水（降水量和降水频次）及土壤含水量呈负相关关系。最后,总结了蒸散发分割研究中存在的不足,从蒸散发分割的方法和影响因素两方面提出了未来研究需要解决的关键问题,以期为蒸散发分割的研究提供参考。     

基于地表能量平衡的大尺度流域蒸散发遥感估算研究

蒸散发是地表能量平衡的关键环节,准确估计流域蒸散发对水资源管理、作物估产、以及环境保护等具有重要意义。研究结合中国中高纬度区域气候特征、土地利用类型以及植被动态特征,改进了基于地表能量平衡系统(Surface Energy Balance System,SEBS)的蒸散发估算模型。以松花江流域为例,进行大尺度流域的多年蒸散发反演。通过多年流域水量平衡、流域内生态观测实验以及全球通量观测网络评价数据验证模型估算精度,同时借助陆面过程模型和NASA的MOD16蒸散发产品进行交叉验证,评估模型模拟精度。结果表明,改进的SEBS模型在全国范围内精度并不统一,但在松花江、辽河流域估算精度较高,因此基于地表能量平衡的蒸散发估算模型是一种估算我国中高纬度区域蒸散发的可行方法。松花江流域时空变化研究发现,流域多年蒸散发总值变化不大,但存在空间上的变异性。     

鄱阳湖典型洲滩湿地生态水文过程模拟初探

系统研究鄱阳湖洲滩湿地大气-植被-土壤-地下水系统生态水文过程对于鄱阳湖湿地植被生态系统的保护具有重要意义。以修水和蚌湖之间的洲滩为研究对象,通过耦合降水截留、蒸散发、植被根系吸水、土壤水运动和地下水运动模块,构建了鄱阳湖典型洲滩湿地生态水文模型,并对蒸散发、土壤湿度和地下水位变化过程进行模拟。研究结果表明,模拟结果能较好地反映鄱阳湖典型洲滩湿地的生态水文特征,研究成果能够为鄱阳湖典型洲滩湿地生态水文模型研究提供理论参考。     

中小型灌区不同空间尺度的净灌溉水量估算

以抚顺市为例，从不同空间尺度上利用遥感解译—试验观测等技术计算遥感蒸散发量，并与净灌溉水量直接量测数据建立线性关系，结合相关系数确定误差最小的空间尺度，从而建立更有效、快速、准确的最优空间尺度下区域净灌溉水量估算方法。结果表明：在抚顺市、片区尺度上，遥感蒸散发量与净灌溉用水量存在显著线性关系；遥感测算结果及遥感蒸散发模型具有较高可信度和较强适用性，可以为科学管理农业水资源和最严格水资源管理考核提供一定参考。     

植被恢复影响下黄河上游北川河流域蒸散发量变化及成因分析

针对黄河上游水源涵养区植被恢复的水循环影响问题,结合北川河流域的植被覆盖和蒸散发遥感数据以及土壤蒸发野外观测数据,分析植被恢复影响下蒸散发这一关键水循环要素的变化趋势及成因,阐明高寒山区植被恢复对流域蒸散发量变化的潜在影响途径.结果表明:2000-2019年,随着北川河流域植被覆盖度的持续增加,流域年蒸散发量减少了33...     

基于多源数据的黑河流域日尺度蒸散发量模拟

植被蒸散发是地表水量平衡和热量平衡的重要参量,也是衡量植被生长状况和作物产量的重要指标,同时也是进行流域水资源优化配置的依据。遥感技术的快速发展使其成为区域尺度蒸散发模拟的重要手段。以黑河流域为例,构建遥感驱动的蒸散发模拟模型,结合多源遥感数据(MODIS、TRMM等)以及GLDAS全球陆面数据同化系统数据,对黑河流域2005、2010、2015年三个时期的潜在蒸散发和实际蒸散发进行了时间尺度为每日、空间尺度为1km的模拟。研究结果表明:潜在蒸散发月际变化明显,从5月开始增长,于7月达到峰值,然后逐渐减少;实际蒸散发在月份之间变化趋势明显,在2015年均达到了最高值;精度检验结果表明本研究采用的两个模型均达到了很好的效果,Kristensen-Jensen模型更适合用于黑河流域。本研究为黑河流域地表特征数据集提供了重要的日尺度蒸散发数据。     

2000—2014年塔里木河下游地下水补给量及合理需求量

以塔里木河下游为研究区,以区域内9个固定监测断面为基础,依据断面内各个地下水监测井,收集了输水前和第15次输水后的地下水位数据,结合土壤饱和差计算方法,分析了第15次输水后的地下水补给量,并联系植被生长所需的合理水位探讨了地下水到达合理水位所需的水量,以期评价生态输水的阶段性效果,为调整生态输水方案提供理论参考。结果表明:(1)生态输水前地下水埋深在6~13 m之间,第15次生态输水后,地下水最大升高幅度达到8.26 m;(2)第15次生态输水后,塔里木河下游地下水补给量约为20.44亿m3;(3)为使地下水达到植被生长所需适宜水位,塔里木河下游地下水的合理需求量约为24.08亿m3。     

淮河流域蒸散发能力估算研究

蒸散发能力是水文模型的重要输入项,合理估算流域蒸散发能力直接影响流域产流量的计算精度。选取淮河息县以上流域为研究区,构建考虑土壤蒸发和植物散发的分布式双源蒸散发能力计算模型,并将能逐日动态模拟叶面积指数的植物生长模型与其集成,以日为时间尺度,基于流域土地利用、气象和植物生长资料,计算了2000-2008年研究区每个1 km×1 km栅格的蒸散发能力,并将蒸发皿所在网格的蒸散发能力计算值与蒸发皿观测得到的水面蒸发值进行了相关性分析。结果表明:模型计算的蒸散发能力能较好地反映流域实际蒸散发能力,可以为分布式水文模型提供蒸散发能力输入资料。研究成果为淮河流域蒸散发能力的计算提供了新的途径,对其它流域蒸散发能力的计算也具有参考价值。     

基于 Kc和 NDVI 关系的蒸散发量空间尺度提升 及时空变化

为探究流域长时序高空间分辨率蒸散发量计算对区域水资源开发利用、水利工程规划设计及农业可持续发 展的重要意义,以河北省邢台市柳林流域为研究对象,基于 Penman-Monteith 模型和蒸渗仪实测蒸散发数据计算 不同时期的流域作物系数（Kc）,并建立 Kc与归一化植被指数（normalized?difference?vegetation?index,NDVI）的关系, 利用 250?m 分辨率 NDVI 产品将蒸渗仪测算的蒸散发量升尺度到柳林流域,计算流域各网格 2000—2021 年的蒸 散发量,分析蒸散发量的时空变化规律。结果表明：柳林流域多年平均潜在蒸散发量为 1?135.6mm,呈下降趋势; 多年平均蒸散发量为 591.4mm,呈上升趋势。蒸散发量在空间上西北高东南低,四季蒸散发量空间分布特征与多 年平均蒸散发量一致,且季节上分配不均。基于 NDVI 估算的蒸散发量与水量平衡法计算的蒸散发量 2000—2020 年多年平均相对误差为 7.9%,说明利用 Kc与 NDVI 关系可以较精确地对蒸散发量进行空间尺度提升。     

海河流域平原区浅层地下水超采量估算

收集整理了海河流域平原区浅层各省市几种来源的地下水位数据,利用ARCGIS技术,矢量化《华北平原地下水可持续利用图集》作出1959年、1984年、2005年6月地下水等水位图,利用《中国地质环境监测地下水位年鉴》2005年-2013年末及2005年6月数据,计算了时段变化率,推算出2005年-2013年地下水等水位图,并利用"华北平原地下水演变机制与调控项目"地下水位数据对估算水位进行检验,说明推算的地下水位分布是可靠的,进一步结合地下水开采漏斗和含水层给水度对超采量进行了估算。计算结果表明,1959年-2013年,海河流域平原区浅层地下水累计超采979.45×10~8 m~3,水位平均下降9.62m。其中1959年-1984年年均超采16.34×10~8 m~3,水位平均累计下降3.93m、年均下降0.141m;1984年-2005年年均超采21.21×10~8 m~3,水位平均累计下降6.28m、年均下降0.299m;2005年-2013年年均超采15.67×10~8 m~3,水位平均累计下降1.05m、年均下降0.131m,2010年以后已呈平稳状态。超采漏斗主要存在于山前地区且用水量较大的城市,尤以子牙河平原西部石家庄、邢台一带最为严重。     

基于临界水位下地下水“红黄蓝”分区划分研究

河北省地表水资源匮乏,地下水超采严重。以南水北调受水区为研究区,在分析研究区地表水和地下水资源状况的基础上,采用水位动态法,以地下水位变幅为动态指标、以临界水位为静态指标,提出了水位变幅和临界水位双指标控制的地下水"红黄蓝"线划分标准。利用近期降水周期的10年地下水监测资料计算全省地下水位下降速率,依据确定的地下水"红黄蓝"线划分标准,给出了河北省现状评价期内地下水红、黄、蓝、白分区的系列成果,为河北省地下水资源管理和实行最严格的水资源管理制度提供更加科学全面、准确可靠的依据。     

PET估算方法在人民胜利渠灌区适用性分析

为寻求适合气象资料相对较少的人民胜利渠灌区的潜在蒸散发量(PET)计算方法,利用新乡站历年逐日气象监测资料,以Penman-Monteith法估算结果为标准,评价Hargreaves法和Priestley-Taylor法计算潜在蒸散发量的效果。结果表明:采用初始参数时,应用Priestley-Taylor法计算的年和日的PET误差较小,应用Hargreaves法计算的月PET误差较小;采用校正参数的Hargreaves法在年、月和日尺度上误差明显减小,在年和月的计算结果中误差指标均小于Priestley-Taylor法,日计算结果 Priestley-Taylor法优于Hargreaves法,建议今后该区在估算年、月的PET时优先选用Hargreaves法,而在估算日的PET时优先选用Priestley-Taylor法。