大汶河流域陸面蒸發(fā)估算方法比較
發(fā)布時(shí)間:2021-07-20 13:52
區(qū)域陸面蒸散發(fā)的估算對(duì)于計(jì)算區(qū)域水資源總量,合理配置水資源具有重要意義。針對(duì)處于大汶河流域上游、受人類活動(dòng)影響較小的雪野水庫(kù)、黃前水庫(kù)、東周水庫(kù)控制子流域的實(shí)際特點(diǎn),分別利用MODIS遙感方法、SWAT模型法、水面蒸發(fā)折算系數(shù)法對(duì)這三個(gè)子流域2000年-2008年的多年平均年陸面蒸發(fā)量及多年月平均陸面蒸發(fā)量進(jìn)行估算,并基于水量平衡方程,結(jié)合各子流域的同期降雨與天然徑流資料,對(duì)估算結(jié)果進(jìn)行了分析比較。結(jié)果表明:在大汶河流域內(nèi),采用MODIS遙感方法估算實(shí)際陸面蒸散發(fā)的精度較低;水面蒸發(fā)折算系數(shù)法具有一定精度;SWAT模型法精度較高、適應(yīng)性較好,估算誤差僅在3%左右。研究結(jié)果可為半濕潤(rùn)區(qū)陸面蒸發(fā)估算方法的選擇提供參考。
【文章來(lái)源】:南水北調(diào)與水利科技. 2017,15(05)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:6 頁(yè)
【部分圖文】:
圖1研究區(qū)域概況Fig.1Sketchmapofthestudyarea
min)0.5(珚Tav+17.8)(3)式中:λ為蒸發(fā)潛熱(MJ/kg);E0為潛在蒸發(fā)量(mm/d);H0為地外輻射(MJ/(m2·d));Tmax為某天的最高氣溫(℃);Tmin為某天的最低氣溫(℃);珡Tav為某天的平均氣溫(℃)。首先建立大汶河流域SWAT模型,根據(jù)雪野水庫(kù)、黃前水庫(kù)、東周水庫(kù)的實(shí)際經(jīng)緯度人工添加三個(gè)水庫(kù)控制點(diǎn),根據(jù)加載的DEM數(shù)據(jù)自動(dòng)劃分生成54個(gè)子流域,如圖2。在模型蒸散發(fā)模塊中輸入流域內(nèi)3個(gè)代表性氣象站泰安、泰山、淄川站的最高氣溫、最低氣溫與平均氣溫的數(shù)據(jù),利用式(3)計(jì)算得出各子流域的逐月潛在蒸發(fā)量。得到潛在蒸發(fā)量之后,SWAT模型將計(jì)算植被冠層截留雨量蒸發(fā)、最大蒸騰量、最大升華量和最大土壤蒸發(fā)量,最后計(jì)算得出土壤的實(shí)際升華量和蒸發(fā)量,最終得到實(shí)際陸面蒸發(fā)量。本文選取了SWAT模型計(jì)算得到的大汶河流域中54個(gè)子流域2000年1月-2008年12月的逐月陸面蒸發(fā)資料,并計(jì)算得到三個(gè)水庫(kù)控制的子流域2000年-2008年多年平均年陸面蒸發(fā)量,見(jiàn)表1。圖2大汶河流域子流域劃分Fig.2Divisionofsub-basinsintheDawenheRiverbasin表1水庫(kù)控制子流域2000年-2008年多年平均年陸面蒸發(fā)量SWAT模型計(jì)算結(jié)果Tab.1Calculationresultsoftheaverageannuallandsurfaceevaporationofthesub-basinscontrolled
水文水資源流殘差平方和最小為目標(biāo)函數(shù)[22-23],具體公式如下:min=∑nt=1(Rt-R0t)2(5)其中:Rt=Pt-K×E0t(6)式中:Rt為第t年的估算徑流量;Pt為第t年的降雨量;E0t為第t年的水面蒸發(fā)量;R0t為第t年的天然徑流量;n為徑流資料長(zhǎng)度,本次取20a。利用1980年-1999年的多年降雨、水面蒸發(fā)及天然徑流資料,雪野水庫(kù)、黃前水庫(kù)、東周水庫(kù)控制的三個(gè)子流域均能得出一個(gè)折算系數(shù),分別為:0.76、0.70、0.47。率定期年徑流過(guò)程對(duì)比見(jiàn)圖3,由圖可知,三個(gè)子流域的估算徑流與天然徑流擬合情況良好。圖3水庫(kù)控制子流域率定期年徑流過(guò)程對(duì)比Fig.3Comparisonoftheannualrunoffsduringthecalibrationperiod利用每個(gè)子流域算出的折算系數(shù)乘2000年-2008年的多年平均年水面蒸發(fā)量,從而求得2000年-2008年多年平均年陸面蒸發(fā)量,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。表2水庫(kù)控制子流域2000年-2008年多年平均年陸面蒸發(fā)量估算Tab.2Estimationoftheaverageannuallandsurfaceevaporationofthesub-basinsduring2000-2008水庫(kù)名多年平均年水面蒸發(fā)量/mmK值多年平均年陸面蒸發(fā)量/mm雪野664.10.76504.7黃前725.40.70507.8東周988.10.47464.44結(jié)果比較為了驗(yàn)證區(qū)域蒸散發(fā)估算
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于MOD16A2的錫林郭勒草原近14年的蒸散發(fā)時(shí)空動(dòng)態(tài)[J]. 張巧鳳,劉桂香,于紅博,包玉海. 草地學(xué)報(bào). 2016(02)
[2]遙感反演蒸散發(fā)時(shí)間尺度拓展方法研究進(jìn)展[J]. 夏浩銘,李愛(ài)農(nóng),趙偉,邊金虎. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2015(24)
[3]錢塘江流域蒸散發(fā)遙感估算[J]. 田文婷,王飛,王新,王學(xué)強(qiáng). 浙江水利科技. 2015(06)
[4]基于MOD16產(chǎn)品的三江平原蒸散量時(shí)空分布特征分析[J]. 馮飛,姚云軍,張彥彬,李香蘭. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2015(11)
[5]基于MOD16產(chǎn)品的淮河流域?qū)嶋H蒸散發(fā)時(shí)空分布[J]. 楊秀芹,王磊,王凱. 冰川凍土. 2015(05)
[6]基于MOD16產(chǎn)品的我國(guó)2001-2010年蒸散發(fā)時(shí)空格局變化分析[J]. 賀添,邵全琴. 地球信息科學(xué)學(xué)報(bào). 2014(06)
[7]山東省陸面實(shí)際蒸發(fā)量估算及變化特征分析[J]. 張國(guó)華,郭磊,劉健,翟建青. 人民黃河. 2014(10)
[8]基于MOD16的陜西省蒸散量時(shí)空分布特征[J]. 范建忠,李登科,高茂盛. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2014(09)
[9]基于蒸滲儀實(shí)測(cè)的參考作物蒸散發(fā)模型北京地區(qū)適用性評(píng)價(jià)[J]. 袁小環(huán),楊學(xué)軍,陳超,武菊英. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2014(13)
[10]甘肅民勤小型與E-601型蒸發(fā)皿蒸發(fā)量折算系數(shù)分析[J]. 謝萬(wàn)銀,陳英,徐彬. 干旱氣象. 2014(03)
本文編號(hào):3292946
【文章來(lái)源】:南水北調(diào)與水利科技. 2017,15(05)北大核心CSCD
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【部分圖文】:
圖1研究區(qū)域概況Fig.1Sketchmapofthestudyarea
min)0.5(珚Tav+17.8)(3)式中:λ為蒸發(fā)潛熱(MJ/kg);E0為潛在蒸發(fā)量(mm/d);H0為地外輻射(MJ/(m2·d));Tmax為某天的最高氣溫(℃);Tmin為某天的最低氣溫(℃);珡Tav為某天的平均氣溫(℃)。首先建立大汶河流域SWAT模型,根據(jù)雪野水庫(kù)、黃前水庫(kù)、東周水庫(kù)的實(shí)際經(jīng)緯度人工添加三個(gè)水庫(kù)控制點(diǎn),根據(jù)加載的DEM數(shù)據(jù)自動(dòng)劃分生成54個(gè)子流域,如圖2。在模型蒸散發(fā)模塊中輸入流域內(nèi)3個(gè)代表性氣象站泰安、泰山、淄川站的最高氣溫、最低氣溫與平均氣溫的數(shù)據(jù),利用式(3)計(jì)算得出各子流域的逐月潛在蒸發(fā)量。得到潛在蒸發(fā)量之后,SWAT模型將計(jì)算植被冠層截留雨量蒸發(fā)、最大蒸騰量、最大升華量和最大土壤蒸發(fā)量,最后計(jì)算得出土壤的實(shí)際升華量和蒸發(fā)量,最終得到實(shí)際陸面蒸發(fā)量。本文選取了SWAT模型計(jì)算得到的大汶河流域中54個(gè)子流域2000年1月-2008年12月的逐月陸面蒸發(fā)資料,并計(jì)算得到三個(gè)水庫(kù)控制的子流域2000年-2008年多年平均年陸面蒸發(fā)量,見(jiàn)表1。圖2大汶河流域子流域劃分Fig.2Divisionofsub-basinsintheDawenheRiverbasin表1水庫(kù)控制子流域2000年-2008年多年平均年陸面蒸發(fā)量SWAT模型計(jì)算結(jié)果Tab.1Calculationresultsoftheaverageannuallandsurfaceevaporationofthesub-basinscontrolled
水文水資源流殘差平方和最小為目標(biāo)函數(shù)[22-23],具體公式如下:min=∑nt=1(Rt-R0t)2(5)其中:Rt=Pt-K×E0t(6)式中:Rt為第t年的估算徑流量;Pt為第t年的降雨量;E0t為第t年的水面蒸發(fā)量;R0t為第t年的天然徑流量;n為徑流資料長(zhǎng)度,本次取20a。利用1980年-1999年的多年降雨、水面蒸發(fā)及天然徑流資料,雪野水庫(kù)、黃前水庫(kù)、東周水庫(kù)控制的三個(gè)子流域均能得出一個(gè)折算系數(shù),分別為:0.76、0.70、0.47。率定期年徑流過(guò)程對(duì)比見(jiàn)圖3,由圖可知,三個(gè)子流域的估算徑流與天然徑流擬合情況良好。圖3水庫(kù)控制子流域率定期年徑流過(guò)程對(duì)比Fig.3Comparisonoftheannualrunoffsduringthecalibrationperiod利用每個(gè)子流域算出的折算系數(shù)乘2000年-2008年的多年平均年水面蒸發(fā)量,從而求得2000年-2008年多年平均年陸面蒸發(fā)量,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。表2水庫(kù)控制子流域2000年-2008年多年平均年陸面蒸發(fā)量估算Tab.2Estimationoftheaverageannuallandsurfaceevaporationofthesub-basinsduring2000-2008水庫(kù)名多年平均年水面蒸發(fā)量/mmK值多年平均年陸面蒸發(fā)量/mm雪野664.10.76504.7黃前725.40.70507.8東周988.10.47464.44結(jié)果比較為了驗(yàn)證區(qū)域蒸散發(fā)估算
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于MOD16A2的錫林郭勒草原近14年的蒸散發(fā)時(shí)空動(dòng)態(tài)[J]. 張巧鳳,劉桂香,于紅博,包玉海. 草地學(xué)報(bào). 2016(02)
[2]遙感反演蒸散發(fā)時(shí)間尺度拓展方法研究進(jìn)展[J]. 夏浩銘,李愛(ài)農(nóng),趙偉,邊金虎. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2015(24)
[3]錢塘江流域蒸散發(fā)遙感估算[J]. 田文婷,王飛,王新,王學(xué)強(qiáng). 浙江水利科技. 2015(06)
[4]基于MOD16產(chǎn)品的三江平原蒸散量時(shí)空分布特征分析[J]. 馮飛,姚云軍,張彥彬,李香蘭. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2015(11)
[5]基于MOD16產(chǎn)品的淮河流域?qū)嶋H蒸散發(fā)時(shí)空分布[J]. 楊秀芹,王磊,王凱. 冰川凍土. 2015(05)
[6]基于MOD16產(chǎn)品的我國(guó)2001-2010年蒸散發(fā)時(shí)空格局變化分析[J]. 賀添,邵全琴. 地球信息科學(xué)學(xué)報(bào). 2014(06)
[7]山東省陸面實(shí)際蒸發(fā)量估算及變化特征分析[J]. 張國(guó)華,郭磊,劉健,翟建青. 人民黃河. 2014(10)
[8]基于MOD16的陜西省蒸散量時(shí)空分布特征[J]. 范建忠,李登科,高茂盛. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2014(09)
[9]基于蒸滲儀實(shí)測(cè)的參考作物蒸散發(fā)模型北京地區(qū)適用性評(píng)價(jià)[J]. 袁小環(huán),楊學(xué)軍,陳超,武菊英. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2014(13)
[10]甘肅民勤小型與E-601型蒸發(fā)皿蒸發(fā)量折算系數(shù)分析[J]. 謝萬(wàn)銀,陳英,徐彬. 干旱氣象. 2014(03)
本文編號(hào):3292946
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