基于HBV模型的实际蒸散发估算模型评估

为了更准确地评估三种基于蒸发互补相关原理的实际蒸散发计算模型(AA模型、GG模型、CRAE模型)对实际蒸散发的估算能力,首先根据北江流域1964~1987年间的逐日气象资料和同期径流量数据,采用HBV模型模拟得到逐日实际蒸散发量,再利用三种模型分别估算该流域的逐日实际蒸散发量,并对计算结果进行初步分析比较,而后以HBV模型计算结果为标准进行原始参数的率定,最后在不同的时间尺度上对三种模型的实际蒸散发计算结果进行对比评价。结果表明,三种模型利用原始参数进行模拟的计算结果误差较大;模型参数经率定后,各模型的模拟精度在年、月尺度上均得到提高:以HBV模型模拟得到的实际蒸散发量为标准,计算所得年极差的变化情况分别为AA模型由274mm减至-0.1mm;GG模型由-84.5mm减至0.3mm;CRAE模型由-91.1mm减至0.3mm;AA模型与GG模型的模拟结果相似,在冬季均呈现出模拟结果偏大的现象。通过分析年、月尺度上的结果可知,在北江流域,三种模型中AA模型对实际蒸散发量的估算能力最佳。     

气候及土地利用变化对嘉陵江流域实际蒸散发量的影响

根据嘉陵江流域内12个气象站点1956~2012年的逐日气象资料,分别采用改进前后的平流干旱模型对嘉陵江三个子流域的实际蒸散发进行模拟,提出了一种基于气候变化和土地利用变化的实际蒸散发(Ea)贡献率计算方法。结果表明,与水量平衡法的估算结果相比,改进后模型对Ea的估算精度高于原始模型,且修正后模型参数α与土地利用类型具有相关性;三个子流域的年际实际蒸散发变化主要受下垫面因素变化的影响,是气候变化对其影响的2~5倍。此外,气候变化导致涪江流域的Ea在整个评估期内减少,另外两个子流域的Ea增加;下垫面变化导致涪江和嘉陵江子流域Ea减小,渠江Ea增加。     

关中地区实际蒸散发量年际变化成因分析

为提供陕西关中地区水资源配置和开发利用的合理依据,亟需对关中地区未来主要气象因素进行分析和预报,研究蒸散发量的时空变化是关键。基于近50年7个气象站点资料,应用加拿大互补相关模型(CRAE)计算分析了关中地区实际蒸散发量的年内变化与其影响因素,获得了实际蒸散发量年内变化与气象因素变化的特点及影响实际蒸散发量变化的气候要素的变化趋势。     

基于SEBAL模型的老哈河流域蒸散发研究

针对传统的蒸散发计算方法存在的不足,采用基于地表热量平衡的SEBAL模型,利用1 km分辨率的MODIS影像数据估算了位于半干旱地区的老哈河流域的实际蒸散发量及其时空分布特征,并综合分析了蒸散发量与土地利用、土地覆被、地表温度、植被指数、高程、坡度的关系.结果表明,该流域蒸散发时空分布不均匀,且实际蒸散发与地表温度呈指数相关,与归一化植被指数和高程等参数呈线性相关.该方法可为国内半干旱地区的实际蒸散发研究提供参考.     

基于小型蒸渗仪试验的潜在蒸散发估算方法评价

为了更直接地揭示潜在蒸散发估算方法与实际潜在蒸散发的差异,基于淮北平原五道沟水文水资源实验站2014年8月1日至2015年8月31日的水文气象观测资料,计算Penman系列方法、P-T法、H-S法、FAO24Radiation法及Turc法7种蒸散发估算方法的估算结果,对比相应时间蒸渗仪试验实测潜在蒸散量,评价各模型在该地区的适用性。结果表明,Penman系列估算方法是估算五道沟地区潜在蒸散发最佳的方法,但7种方法均存在较大误差。FAO56P-M方法估算结果与实测值有相对最好的线性关系,但存在10%的低估倾向,同时夏季(6～8月)绝对误差较春秋季有所增加。Turc法及P-T法更适用于缺资料地区长周期潜在蒸散发估算,H-S法及FAO24Radiation法相对不适用于五道沟地区。     

六种基于能量的潜在蒸散发估算方法在海河流域的适用性

潜在蒸散发是一个综合性气候因子,是流域水文循环模拟的主要输出量。针对现存潜在蒸散发量估算方法的适用性分析不够全面的问题,基于海河流域45个国家气象台站1960~2010年日气象数据序列,以Penman-Monteith方法估算量和蒸发皿蒸发量为基准,从潜在蒸散发估算量与蒸发皿蒸发量的相关性、年均值空间变化特征、年内四季空间变化特征和年际变化趋势四个方面,探讨了六种基于能量的潜在蒸散发估算方法的适用性。结果表明,Penman-Monteith方法在整个流域具有较强的适用性;六种基于能量方法中,Doorenbos-Pruitt方法、Makkink方法、Hargreaves方法估算效果较好。     

P-M公式与双源蒸散发模型在淮河流域上游地区的适用性及对比研究

为定量分析P-M公式和双源蒸散发模型在淮河流域上游地区的适用性及计算精度,将双源蒸散发模型及P-M公式计算得到的蒸散发量与流域内息县水文站实测蒸发皿蒸发量的相关性进行对比分析,并定量分析不同蒸散发输入对水文模拟精度的影响。研究结果表明,双源蒸散发模型计算值与实测值的相关性及其水文模拟精度更高,更适于淮河流域上游地区蒸散发计算。研究成果可为淮河流域上游无资料地区的水文模拟和蒸散发计算提供参考。     

山西介休市实际蒸散发模拟及变化特征分析

为准确评价中小城市实际蒸散发(ET),采用物理机制明确的分布式时变增益水文模型(DTVGM)对介休市蒸散发进行模拟,以MOD16A2遥感产品验证分析蒸散发时空分布特征,并探讨了土地利用变化对蒸散发的影响。结果表明,DTVGM在研究区具有良好的适用性,总体模拟效果满足精度要求;介休市多年平均蒸散发量为375.4mm;年内呈现先增大后减小的单峰型分布趋势,主要集中在5～9月,蒸散发量最小和最大月值分别为14.0、71.7mm;多年平均蒸散发量具有较强的空间分异性,呈东南高西北低的变化趋势,不同季节蒸散发量的空间分布差异明显;不同土地利用类型蒸散发,林地草地耕地城乡、工矿、居民用地;同一乡镇,不同土地利用类型对蒸散发的影响有差别;同一土地利用类型在不同乡镇的蒸散发也有差异。     

基于MODIS的SEBAL模型在流域蒸散发反演中的应用

地表蒸散发是地气水分循环过程中的重要环节,合理准确地估算蒸散发对了解大尺度流域内水分循环和能量平衡具有重要意义。以汉江上游为例,利用MODIS遥感数据,选用马里兰大学UMD分类机制对2001年土地覆盖进行分类,并采用基于地表能量平衡原理的SEBAL模型对日蒸散发进行估算和分析。结果表明,林地的平均日蒸散发量最大,草地、耕地次之。     

基于不同蒸散假设的区域水资源量计算

为研究蒸散互补和蒸散正比两种蒸散发理论对区域水资源评价结果的影响,以南四湖湖东泗河流域为例,验证了泗河流域蒸散互补关系的存在,将蒸发皿蒸发量引入平流—干旱模型,计算了基于蒸散互补假设的流域实际蒸散发,并将月水量平衡模型分别与基于蒸散互补和蒸散正比假设的流域实际蒸散发计算方法相耦合,建立了两种区域水资源量评价模型,对泗河流域水资源量进行了模拟。结果表明,两种评价模型所得结果相差明显,多年平均值差异高达26.3%,基于蒸散正比假设计算得到的区域水资源量可能偏大。     

基于地貌单位线汇流的新安江模型在洛阳河流域中的应用

针对无资料地区的洪水预报和设计洪水计算常受到降雨流量等资料制约的问题，以洛阳河流域无资料地区为例，通过DEM数据提取洛阳河流域霍顿地貌参数，计算洛阳河流域地貌单位线，从而建立起流域汇流与地貌参数之间的响应关系，并采用三层蒸散发和蓄满产流模型，构建基于地貌单位线汇流的新安江模型，同时结合遗传算法和客观优选法思路对洛阳河流域洪水进行模拟演算，并与传统的新安江模型结果进行对比分析。结果表明，基于地貌单位线汇流的新安江模型能取得较理想的模拟结果，可为中小河流无资料地区的水文分析计算提供可靠的技术支撑。     

赣江上游土地覆被变化的水文响应研究

针对土地利用/覆被变化对流域水文循环产生重要影响的问题,以赣江上游峡山水文站以上集水区域为例,基于1978～1987年相关资料,采用极端土地覆被法构建4种未来土地覆被情景,运用陆面水文模型Noah-LSM模拟各土地覆被情景下流域水文要素(蒸散发、径流)的变化情势。     

Thornthwaite经验公式在降雨径流模拟中的适用性研究

利用增加时间步长离散化处理后的Thornthwaite经验公式在新安江-海河模型结构上增加流域蒸散发能力计算模块,代替原模型中实测蒸发数据的输入;并对气象数据进行插值处理,将蒸发输入由集总式变为分布式。以子牙河平原区献县流域为例,分别利用改进前后的新安江-海河模型进行日径流模拟。结果表明,基于温度的Thornthwaite经验公式能够代替实测蒸发数据有效地进行日径流模拟,减少了对实测资料的依赖,为半湿润半干旱流域适合于降雨径流模拟的蒸散发计算提供了一种简便的计算方法。     

标准化降水蒸散发指数在云南省历史干旱特征分析中的应用

鉴于标准化降水蒸散发指数(SSPEI)可用于多时空尺度的气象干旱过程评估,在采用Mann-Kendall方法分析1958~2013年间云南省37个气象站降水和气温变化趋势的基础上,对比分析了基于Thornthwaite公式和Penman-Monteith公式两种潜在蒸散发计算方法的SSPEI指数(SSPEI-Th和SSPEI-Pm)在历史干旱特征分析中的适用性。结果表明,云南省大部分气象站的SSPEI-Th和SSPEI-Pm时间序列均呈下降趋势,即变得更为干燥,站点主要分布于云南省南部地区;SSPEI-Th与SSPEI-Pm的相关性具有很好的一致性;两种潜在蒸散发计算方法的SSPEI指数在云南省均有较好的适用性,但SSPEI-Pm在中北部高海拔地区冬春干旱时间识别上精度更高。     

石羊河流域主要生态类型现状耗水分析

采用SEBAL模型,基于MODIS遥感数据,计算了石羊河流域2004年植被生长期的蒸散发量,并根据土地利用/覆被数据计算分析了主要生态类型的耗水状况.提出了以维持沿河天然植被为主的“民勤绿洲”发展方案.结果表明,耕地、林地和草地为石羊河流域主要生态类型,各类型的月蒸散发量呈规律性变化,且呈“双峰”分布.     

基于温度和空气动力学的海河流域潜在蒸散发量估算方法的适用性

针对潜在蒸散发量估算方法众多但缺乏统一评价的问题,基于海河流域46个国家气象站点1960~2010年日气象数据序列,以Penman-Monteith方法估算量和蒸发皿蒸发量为基准,从估算量与蒸发皿蒸发量的相关性、年均值空间变化特征、年内四季空间变化特征和年际变化趋势四个方面,开展六种基于温度和空气动力学的潜在蒸散发量估算方法及Penman-Monteith法在海河流域的适用性讨论。结果表明,PenmanMonteith方法在整个流域适用性较强;六种基于温度和空气动力学的方法中,Kaharrafa方法和Blaney-Criddle方法在多年均值和年际变化趋势上估算效果较好,但在年内四季分布上却不太好,Penman和Rower方法在多年均值和年内四季分布方面适用性较强,但估算的年际变化趋势与蒸发皿蒸发量不一致。由于各方法考虑的气象因子及各因子对估算量的影响程度不同,基于温度和空气动力学方法仅考虑单一气象要素,只能反映某一方面的变化。     

多种蒸散发产品在黄河流域的评估和融合

为探究GLEAM、GLDAS、ERA5三种蒸散发产品在黄河流域的适用性,利用基于水量平衡计算的流域蒸散发(EETWB)和三重组合(TC)方法,分别评价了流域尺度和栅格尺度上的精度,并基于TC方法的评估结果对产品进行空间融合.结果表明,在流域上3种产品与ETWB数值差异程度(RMSE)相差不大,ERA5的相关系数r最大(...     

多种干旱指标在天津地区干旱评价中的应用

以天津地区为例,基于1954~2011年的月降雨和月气温等气象资料,比较分析了标准化降水指数（SPI）、帕默尔干旱指标（PDSI）和标准化降水蒸散发指数（SPEI）三种干旱指数在不同时间尺度的相关性,并探讨了在干旱事件评价中的应用效果。结果表明,不同时间尺度的SPI和SPEI相关性显著,PDSI与年尺度SPI、SPEI显著相关,SPEI对实际旱情的判断稍优于SPI和PDSI;天津地区持续干旱在加剧,值得进一步关注。     

基于SWAT模型的挠力河流域土地利用变化的水文响应分析

为研究挠力河流域土地利用变化下的水文要素变化特征,建立了适用于挠力河流域的SWAT模型,并基于该流域2000 ～2010年土地利用变化趋势,以2010年土地利用为参照组,设置三种土地利用情景,分析不同土地利用情景下水文要素的变化规律。结果表明,土地利用变化引起流域内径流量、蒸散发量和水源涵养量的相应变化,与耕地相比,草地、林地和湿地对流域的水量调节和涵养作用明显,将耕地转化为这三种土地利用类型对生态系统良性发展有利。     

SWAT模型在黄鸭河流域径流模拟中的应用研究

采用SWAT模型模拟黄鸭河流域的逐日径流过程,并分析了模型主要参数的敏感性,基于李青店水文站的实测流量资料分别对比了月径流和日径流模拟结果.结果表明,模拟值与实测值的线性回归系数(R2)和Nash Sutcliffe模型效率系数(Ens)均高于0.7,模拟效果较好,SWAT模型可用于该地区水资源过程模拟.