[发明专利]大尺度区域实际蒸散发量的估算方法

说明书

本发明公开了一种大尺度区域实际蒸散发量的估算方法，涉及水利工程技术领域。所述实际蒸散发量是根据区域水量平衡公式计算得到，即AET＝P‑R‑ΔH，其中，AET表示研究区某一时段区域实际蒸散发量；P表示该区域计算时段内的降水量；R表示研究区计算时段内的径流深；ΔH表示研究区计算时段内地下水和土壤水蓄变量。对于土壤土层深厚，降水量很难入渗补给到地下水的区域来说，ΔH可认为是计算时段内土层中土壤水的变化量，其地下水的变化量可以忽略不计；ΔH是通过GRACE重力卫星数据反演得到；由重力场模型球谐系数表示地球表面质量变化量的模型为：本发明方法可科学、合理、准确估算出研究地区的实际蒸散发量。

技术领域

本发明涉及水利工程技术领域，尤其涉及一种大尺度区域实际蒸散发量的估算方法。

背景技术

蒸散发是陆地水分和能量循环过程中的重要环节之一，流域水分与能量循环直接影响其水资源的时空分布特征，进而影响到该地区的经济和社会发展。对水资源短缺的干旱半干旱区而言，由于降水短缺，潜在蒸发量大，区域水分输出主要以蒸散发形式的垂向通量为主，对干旱半干旱地区的实际蒸散发的进行准确估算，探索其时空变化特征对区域水安全、生态安全和农业可持续发展具有重要意义。研究其变化特征和准确估算就显得尤为重要。蒸散发是流域水循环和能量循环的关键环节，在一定的气候和下垫面条件下有其一定的规律。

黄土高原地处中国北部黄河上游和中游地区，干旱和水土流失是该区域的重要标志性特征。由于该地区黄土本身的易侵蚀性，同时加上气候变化和人类活动的影响，黄土高原已经成为世界上侵蚀最严重和生态环境最为脆弱的地区之一。为缓解黄土高原地区水土流失、土地退化等生态环境问题，中国自1999年开始在该地区实施退耕还林还草等生态保育工程，将农用地转化为林地、灌木和草地，使景观发生很大变化。通过遥感图像，黄土高原的植被覆盖度从1999年的31.6％增加至2013年的51.6％。在大规模退耕还林还草过程中，人们普遍忽视了区域水资源的供需平衡和可持续利用问题，注重人工林草的生长和地表植被的快速恢复，盲目引入高耗水的植物物种，使得在黄土高原原本缺水干燥的土壤普遍出现了土壤干层等新的生态问题。因此，在水资源短缺的地区植树造林，必须要研究植被与流域水循环的相互作用机理，否则水资源供不应求，会造成树木成活率不高；而且会通过蒸散发消耗土壤水分，若是植树造林不当，会改变当地的水量平衡，使生态环境恶化。因此，为确保黄土高原地区生态系统的可持续发展，揭示区域水分收支平衡关系成为关键科学问题，准确估算区域的实际蒸散发是本领域研究的重要问题。

针对上述问题，本领域常规方法是通过遥感数据反演蒸散发量，其计算过程中由于参数获取具有很大的不确定性从而导致反演结果可靠性不高，研究结果误差较大；因此，目前现有技术无法简便、准确、合理、可行的估算出某地区的实际蒸散发量，尤其对于黄土高原地区。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种大尺度区域实际蒸散发量的估算方法，主要目的是解决无法科学合理地估算出大尺度区域实际蒸散发量的问题，尤其无法估算黄土高原实际蒸散发量。

为达到上述目的，本发明主要提供了如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种大尺度区域实际蒸散发量的估算方法，所述实际蒸散发量是根据水分平衡公式计算得到；

公式1：AET＝P-R-ΔH；

其中，P代表计算时段内的平均降水量，单位mm；

R是计算时段内的等效径流深，单位mm；

AET为计算时段内的实际蒸散发量，单位mm；ΔH是计算时段内的地下水变化量和土层中土壤水的变化量，单位mm；

所述土壤的土层深厚，降水量对所述土壤的地下水量基本无影响，降水基本全被深厚的土壤层吸收，降水不进入地下水层；ΔH表示计算时段内土层中土壤水的变化量，所述计算时段内的地下水的变化量可忽略不计；