[发明专利]一种区域农田灌溉用水量分析计算方法

权利要求书

1.一种区域农田灌溉用水量分析计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、以区域降水量、流入流出水量、跨流域调水量、遥感监测的水蓄变量为输入，基于水量平衡方程，推求区域总耗水量；

步骤2、以区域水量平衡方程推求的总耗水量为约束，选取遥感蒸散发产品，获得太阳能驱动耗水量的空间分布；

所述步骤2包括如下子步骤：

步骤21、基于区域耗水的分类特征，按照公式(2)对区域总耗水量进行分解：

W_耗＝ET+W_m+W_h 式(2)

其中，ET为太阳能源驱动的耗水；W_m为工业类矿物能驱动的耗水；W_h为生活类生物能驱动的耗水；

步骤22、收集时段内工业耗水量作为W_m、时段内生活耗水量作为W_h，根据公式(2)推求太阳能驱动的耗水量ET；

步骤23、收集多种遥感蒸散发数据产品，包括中等分辨率成像光谱仪MODIS蒸散发产品MOD16和全球陆面数据同化系统GLDAS的蒸散发产品，统计时段内区域总蒸散发量；

步骤24、将步骤22中计算得出的太阳能驱动耗水量ET与步骤23得到的区域遥感总蒸散发量进行比较，选取较为接近的遥感蒸散发数据，作为区域太阳能耗水量的空间分布；

步骤3、基于土地利用空间分布，获取农田范围，利用选取的遥感蒸散发产品和农田范围计算农田区域的耗水量，扣除其中的有效降水量，得到灌溉耗水量；

步骤4、基于灌溉耗水量与灌溉用水量之间的比例关系，推算灌溉用水量；

步骤5、对区域进行多年灌溉用水分析时，收集多年数据，重复上述步骤，计算多年的农田灌溉用水量。

2.根据权利要求1所述的农田灌溉用水量分析计算方法，其特征在于：所述步骤1包括：

步骤11、根据水量平衡原理，构建区域水量平衡方程，如公式(1)所示：

P+W_I-W_o-W_耗+W_D＝ΔW 式(1)

其中，P为计算时段内区域降水量；ΔW为计算时段内区域的蓄水变化量；W_I为计算时段内流入区域的水量；W_o为计算时段内流出区域的水量；W_D为计算时段内通过调水工程调入区域的水量，调入为正、调出为负；W_耗为计算时段内区域消耗的总水量；

步骤12、收集区域及周边雨量站的站点观测降水数据，利用反距离权重法转换为面雨量，统计出时段区域总降水量；

步骤13、收集重力恢复和气候实验卫星的等效水柱高数据，根据其在区域内的网格数和面积，统计出区域水储量变化值；

步骤14、收集区域出入境控制径流站、调水工程调入调出口门的监测站记录数据，统计推算出时段内区域的流入流出、调入调出水量；

步骤15、基于水量平衡方程公式(1)，计算区域内消耗的总水量W_耗。

3.根据权利要求1所述的农田灌溉用水量分析计算方法，其特征在于：所述步骤3包括：

步骤31、基于与计算时间匹配的土地利用空间分布数据，将区域划分为农田和非农田区域，利用步骤24选取的遥感蒸散发数据，统计农田区域的蒸散发量，作为农田区域的总耗水量ET_农；

步骤32、逐日计算农田区域的有效降雨量，累积后得到全年总有效降雨量：

步骤33、从农田区域总耗水量中，减去有效降水量，得到农田灌溉耗水量，如公式(3)所示：

W_灌耗＝ET_农-P_有效 式(3)。

4.根据权利要求3所述的农田灌溉用水量分析计算方法，其特征在于：所述步骤4包括：

步骤41、基于田间水量平衡试验，获取区域典型作物田间灌溉水量与灌溉耗水之间的转换系数α，利用系数α将灌溉耗水量转换为灌溉水量，如公式(4)所示：

步骤42、如无田间水量平衡试验，在节水灌溉模式下，可以认为灌溉耗水量W_灌耗等同于田间灌溉水量W_灌。

5.根据权利要求2所述的农田灌溉用水量分析计算方法，其特征在于：所述步骤5包括：

步骤51、对每年的数据重复步骤11至步骤23；

步骤52、逐年将各类遥感蒸散发数据与水量平衡方程推算出来的太阳能耗水量进行比较，选出每年匹配最好的蒸散发数据进行组合，形成区域太阳能耗水多年序列的空间分布；

步骤53、重复步骤3至4，至计算出逐年的灌溉水量。