海河流域水循环演变机理与水资源高效利用丛书 蒸散发尺度效应与时空尺度拓展PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 蒸散发测定和估算研究现状与发展趋势 2

1.1.1 ET测定方法 2

1.1.2 ET估算方法 7

1.2 蒸散发尺度效应和时空尺度扩展与提升研究现状及发展趋势 10

1.2.1 ET尺度效应及其主控影响因子识别 11

1.2.2 ET时间尺度扩展 12

1.2.3 ET空间尺度提升与转换 13

1.3 基于蒸散发尺度效应的农业用水效率与效益评价研究现状及发展趋势 15

1.3.1 农业用水效率评价 15

1.3.2 农业用水效益评价 19

1.4 主要研究内容 22

1.4.1 蒸散发尺度效应和时空尺度扩展与提升方法 22

1.4.2 基于蒸散发尺度效应的农业用水效率与效益评价 23

上篇 蒸散发尺度效应与时空尺度扩展及提升 27

第2章 不同尺度蒸散发测定方法与观测试验 27

2.1 不同尺度蒸散发测定方法 27

2.1.1 叶片尺度 27

2.1.2 植株尺度 29

2.1.3 田块尺度 30

2.1.4 农田尺度 31

2.1.5 区域（灌区）尺度 34

2.2 不同尺度蒸散发观测试验 39

2.2.1 北京大兴试验站 40

2.2.2 北京通州试验站 43

2.2.3 山东位山试验站 48

2.2.4 河北白洋淀试验站 51

2.3 小结 56

第3章 不同尺度蒸散发变化规律与尺度效应 58

3.1 叶片尺度蒸腾变化规律 58

3.1.1 冬小麦 58

3.1.2 夏玉米 62

3.2 植株尺度蒸腾变化规律 69

3.2.1 夏玉米植株蒸腾变化规律 69

3.2.2 夏玉米茎秆直径变化规律 73

3.3 田块尺度蒸散发变化规律 74

3.3.1 冬小麦 74

3.3.2 夏玉米 90

3.3.3 湿地植被 94

3.4 农田尺度蒸散发变化规律 98

3.4.1 井灌区冬小麦-夏玉米轮作 98

3.4.2 渠灌区冬小麦-夏玉米轮作 105

3.5 区域（灌区）尺度蒸散发变化规律 108

3.5.1 冠层气孔导度和Priestley-Taylor系数 108

3.5.2 ET季节变化 108

3.5.3 ET年际变化 111

3.6 蒸散发尺度效应及其主控影响因子 115

3.6.1 ET尺度效应 115

3.6.2 影响ET尺度效应的主控因子识别 120

3.7 小结 130

第4章 不同尺度蒸散发估算方法 131

4.1 基于双作物系数模型的农田尺度蒸散发估算方法 131

4.1.1 模型基本原理 131

4.1.2 模型率定与验证 133

4.1.3 农田尺度ET组分估算 136

4.2 基于遥感反演模型的区域（灌区）尺度蒸散发估算方法 138

4.2.1 模型构建 138

4.2.2 遥感数据及地表植被参数化 143

4.2.3 模型地面验证 146

4.2.4 区域（灌区）尺度ET空间分布 150

4.3 基于分布式生态水文模型的区域（灌区）尺度蒸散发估算方法 153

4.3.1 灌区基础数据来源 154

4.3.2 气象数据空间尺度转换 155

4.3.3 模型构建 157

4.3.4 模型验证 161

4.3.5 区域（灌区）尺度水量平衡要素估算 163

4.3.6 基于分布式生态水文模型与遥感反演模型的区域（灌区）尺度ET对比 164

4.4 基于数据同化方法优化的区域（灌区）尺度蒸散发估算方法 165

4.4.1 数据同化方法 165

4.4.2 数据同化方法在分布式生态水文模型中的集成应用 169

4.4.3 改善区域（灌区）尺度地表能量通量估算效果 170

4.5 小结 177

第5章 蒸散发时间尺度扩展方法 178

5.1 蒸散发时间尺度扩展方法 178

5.1.1 从瞬时到日的ET时间尺度扩展方法 178

5.1.2 从日到全生育期的ET时间尺度扩展方法 181

5.2 冬小麦和夏玉米生长期从瞬时蒸散发到日的时间尺度扩展 183

5.2.1 位山试验站不同下垫面从瞬时ET到日的时间尺度扩展 183

5.2.2 大兴试验站冬小麦生长期从瞬时ET到日的时间尺度扩展 187

5.2.3 大兴试验站夏玉米生长期从瞬时ET到日的时间尺度扩展 192

5.3 冬小麦和夏玉米生长期从日蒸散发到全生育期的时间尺度扩展 199

5.3.1 大兴试验站冬小麦生长期从日ET到全生育期的时间尺度扩展 200

5.3.2 大兴试验站夏玉米生长期从日ET到全生育期的时间尺度扩展 206

5.4 小结 211

第6章 蒸散发空间尺度提升与转换方法 213

6.1 蒸散发空间尺度提升 213

6.1.1 ET空间尺度提升方法 213

6.1.2 冬小麦基于冠层导度空间尺度提升模型的ET估算 215

6.1.3 夏玉米基于冠层导度空间尺度提升模型的ET估算 224

6.2 蒸散发空间尺度提升方法改进 232

6.2.1 阴阳叶冠层导度提升模型 232

6.2.2 夏玉米阴阳叶冠层导度提升模型率定与验证 236

6.2.3 夏玉米基于阴阳叶冠层导度提升模型的ET估算 241

6.3 蒸散发空间尺度转换 242

6.3.1 相邻空间尺度ET转换 243

6.3.2 跨空间尺度ET转换 244

6.3.3 ET空间尺度转换关联参数 245

6.4 小结 246

第7章 基于水热耦合平衡方程的区域（灌区）尺度蒸散发估算模型 247

7.1 水热耦合平衡原理与方程 247

7.1.1 多年时间尺度水热耦合平衡方程 248

7.1.2 任意时间尺度水热耦合平衡方程 255

7.2 基于任意时间尺度水热耦合平衡方程的年内实际蒸散发估算 257

7.2.1 年内时间尺度农田实际蒸散发估算 258

7.2.2 年内时间尺度区域（灌区）实际蒸散发估算 260

7.3 基于多年时间尺度水热耦合平衡方程的年际实际蒸散发估算 264

7.3.1 估算模型及应用 264

7.3.2 多年时间尺度估算模型率定和验证 266

7.3.3 年时间尺度估算模型率定和验证 268

7.4 小结 269

第8章 基于互补相关理论的区域（灌区）尺度蒸散发估算模型 271

8.1 蒸散发互补相关理论与模型 271

8.1.1 蒸散发互补相关关系 272

8.1.2 蒸散发互补相关模型及其无量纲化分析 273

8.2 综合考虑平流-干旱和Granger模型的蒸散发互补相关模型 275

8.2.1 蒸散发互补相关模型湿润指数合理性分析 276

8.2.2 综合性模型构建与验证 277

8.2.3 综合性模型边界条件与参数稳定性 279

8.3 蒸散发互补相关非线性模型 280

8.3.1 蒸散发互补相关模型边界条件特征 280

8.3.2 非线性模型构建与验证 281

8.3.3 非线性模型与平流-干旱模型和综合性模型的对比分析 282

8.3.4 非线性模型与P-M-KP模型的对比分析 284

8.4 基于蒸散发互补相关非线性模型分析实际与潜在蒸散发的关系 289

8.4.1 基于非线数模型的理论分析 289

8.4.2 日和半小时时间尺度验证 291

8.4.3 年时间尺度验证 293

8.5 基于互补相关理论的潜在蒸散发变化趋势分析 295

8.5.1 潜在蒸散发变化趋势特征值与耕地面积占比的相关性 295

8.5.2 “农业站点”与“自然站点”潜在蒸散发变化趋势对比 296

8.5.3 潜在蒸散发变化趋势分析 297

8.6 基于蒸散发互补相关模型的区域（灌区）尺度潜在蒸散发估算 300

8.6.1 景泰川灌区概况 300

8.6.2 景泰川灌区潜在蒸散发变化规律及其影响因素 302

8.6.3 引黄灌溉对景泰川灌区潜在蒸散发的影响 304

8.6.4 基于灌溉对蒸散发能力影响的景泰川灌区灌溉需水量预测 306

8.7 小结 309

下篇 基于蒸散发尺度效应的农业用水效率与效益评价 313

第9章 基于水氮作物耦合模型的通州大兴井灌区农田水氮利用效率评价 313

91水氮作物耦合模型构建 313

9.1.1 农田土壤水分运动模型 314

9.1.2 土壤溶质运移模型 317

9.1.3 土壤氮素迁移转化模型 318

9.1.4 土壤热运动模型 319

9.1.5 作物生长模型 320

9.2 水氮作物耦合模型率定与验证 324

9.2.1 耦合模型输入数据及参数 324

9.2.2 耦合模型率定 324

9.2.3 耦合模型验证 329

9.2.4 模拟结果分析 341

9.3 基于水氮作物耦合模型的农田水氮利用效率评价 344

9.3.1 研究区概况 344

9.3.2 土壤、气象、作物基础数据 345

9.3.3 初始与边界条件及模型参数确定 347

9.3.4 农田水氮管理现状模拟评价 350

9.3.5 农田水氮优化管理模拟评价 354

9.4 小结 358

第10章 基于生态水文模型的位山引黄灌区农业用水效率评价 360

10.1 引黄灌区水文气候要素变化规律分析 360

10.1.1 研究区概况 360

10.1.2 地下水位变化规律 361

10.1.3 引黄灌溉水量变化规律 366

10.1.4 气候与灌溉要素变化趋势检验 367

10.2 田间尺度水分利用效率评价 369

10.2.1 改进Hydrus-1 D模型 369

10.2.2 田间水循环过程模拟 375

10.2.3 田间水分利用效率模拟评价 378

10.3 冠层（农田）尺度水分利用效率 382

10.3.1 水分利用效率定义 382

10.3.2 水分利用效率季节性变化 383

10.3.3 水分利用效率影响因子 386

10.4 未来气候变化下灌区尺度水分利用效率评价 387

10.4.1 气象数据来源 388

10.4.2 未来气候变化对气象要素的影响 388

10.4.3 未来灌溉情景对作物、灌溉、产量和水分利用效率等的影响 392

10.5 小结 397

第11章 基于SWAT模型的大兴井灌区农业用水效率与效益综合评价 399

11.1 农业用水多功能性与农业用水综合效益 399

11.1.1 农业用水多功能性 399

11.1.2 农业用水综合效益 401

11.2 农业用水效率与效益综合评价框架 403

11.2.1 农业用水效率与效益综合评价 403

11.2.2 综合评价框架 403

11.2.3 综合评价指标体系 404

11.3 基于层次分析法的农业用水效率与效益综合评价方法 405

11.3.1 多目标综合评价方法比较 405

11.3.2 基于层次分析法的综合评价方法 406

11.3.3 综合评价步骤 407

11.4 基于SWAT模型的农业用水效率与效益综合评价 409

11.4.1 研究区概况 409

11.4.2 SWAT模型 412

11.4.3 模拟结果分析 421

11.4.4 农业用水效率与效益综合评价 422

11.5 小结 428

第12章 基于生态服务功能评价模型的白洋淀湿地水资源利用效率评价 430

12.1 湿地生态服务功能评价 430

12.1.1 研究区概况 431

12.1.2 气候调节功能分析 433

12.1.3 湿地生态服务功能评价模型 439

12.1.4 湿地生态服务功能价值评估 442

12.2 湿地生态环境需水量估算 448

12.2.1 单元蒸散发总量推求及验证 449

12.2.2 湿地生态环境需水量估算模型与结果 455

12.3 湿地水资源利用效率分析评价 458

12.3.1 湿地水资源利用效率评价方法 459

12.3.2 湿地水资源利用效率评价结果 464

12.4 小结 467

参考文献 468

索引 490