[发明专利]一种区域农田灌溉用水量分析计算方法

说明书

本发明公开了一种区域农田灌溉用水量分析计算方法，包括：1、以降水量、出入境水量、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；2、以推求的总耗水量为约束，选取遥感蒸散发产品，获得区域太阳能驱动的总耗水量；3、基于土地利用空间分布，获取农田范围，利用遥感蒸散发产品计算得到农田区域的耗水量，扣除其中的有效降水量，得到灌溉耗水量；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；5、进行区域多年灌溉用水分析时，收集多年数据，重复上述步骤，计算逐年农田灌溉用水量。本发明的优点在于：可以快速计算出大范围的农田灌溉用水量，对农业灌溉用水的统计调查数据进行复核。

技术领域

本发明涉及农业灌溉用水分析技术领域，特别涉及一种基于多源遥感数据和水量平衡原理的区域农田灌溉用水量分析计算方法。

背景技术

随着社会经济发展和人口迅猛增长,以及全球气候变化的影响,水资源短缺问题日益严重。农业用水占我国用水总量的62％，灌溉用水占农业用水的90％以上。灌溉用水的精确估算对总用水量统计的准确性有着重要的影响，也对水资源管理有重要的意义。但农业用水总量大、单量小而分散，计量相对工业和生活用水难度大，区域农业用水总量估算受数据条件限制，较多依靠人工经验，存在较大的不确定性，亟需结合新数据条件研究改善。

现行的灌溉用水估算方法大体可以分为两类，一类是典型调查和定额推演法，一类是水量平衡推算法。前者主要根据灌溉定额与实灌面积数据进行估算。灌溉定额的确定首先要进行典型调查，然后进行定额推演，根据《灌溉用水定额编制导则》(GB/T 29404—2012)要求确定省级分区、典型县和水文年型，收集有关数据，整理分析资料，合理调整并确定省级分区主要作物灌溉用水定额。在灌溉定额的确定上，总体存在农业用水计量设施不完善、复杂灌区统计难度大等问题。此外，灌溉用水定额是一个动态指标，但现行灌溉用水定额不能按照水文气象变化、田间水分状况及作物长势等及时调整，导致定额匡算在水文气象变化巨大的时候不能准确计算农业用水量。

许多学者提出根据区域水量平衡原理计算农业灌溉用水量的方法，回避了典型调查面临的农业用水计量设施不足、复杂灌区统计难度大等问题，同时水量平衡法运用当年的水文气象要素进行平衡计算，能有效反应水文气象变化对农业用水的影响，在水文气象变化巨大的时候也能使用。基于水量平衡计算农业用水的方法能较好的解决典型调查和定额推演法的问题，但是需要获取准确的区域来去水量及储水量的变化值，而传统的观测手段获取准确的区域储水量还有一定困难，导致这种计算方法难以推广应用或结果不确定。

遥感技术作为地球信息科学的前沿技术，是最为有效的对地观测技术和信息获取的手段之一。随着各类高空间、时间、光谱分辨率民用卫星的出现，定量遥感技术进一步发展，遥感与地理信息系统、全球导航技术及物联网等技术不断融合，遥感在农业领域的应用广度和深度不断扩展。遥感蒸散发、农作物长势、重力卫星陆水储量等遥感数据产品不断丰富，有望填补水量平衡方程中耗水、蓄水量变化的监测空白，但各类产品都存在概念、精度和适用性问题，需要解决遥感数据与水量平衡要素在概念上的对应关系问题，以及将多种遥感产品如何结合支撑灌溉用水估算的问题。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种区域农田灌溉用水量分析计算方法，基于遥感观测手段获取区域水储量变化和蒸散发量，建立遥感蒸散发与区域耗水量的对应关系，再利用水量平衡方程检验多源遥感数据的一致性和可靠性，选取合理的区域遥感蒸散发数据，提取农田区域的遥感蒸散发作为农田区域总耗水量，将农田总耗水量拆解成降水耗水量和灌溉耗水量，由灌溉耗水量推算得到灌溉用水量。本发明可以快速计算出大范围的农田灌溉用水量，对农业灌溉用水的统计调查数据进行复核。

为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种区域农田灌溉用水量分析计算方法，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；