基于温度资料的参考作物蒸发蒸腾量计算方法研究

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1、http://www.paper.edu.cn1基于温度资料的参考作物蒸发蒸腾量计算方法研究1,211,211丁加丽，彭世彰，徐俊增，缴锡云，罗玉峰1水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏南京（210098）2河海大学科学研究院节水研究所，江苏南京（210098）E-mail：dingjiali@hhu.edu.cn摘要：针对利用FAO56-PM法计算参考作物蒸发蒸腾量时气象资料需求往往不易满足的问题，研究了温度法及基于温度资料的BP人工神经网络计算模型。以FAO56-PM法参考作物蒸发蒸腾量计算值为标准，比较分析了Hargreaves法、改进的Thorthwaite法、简化的FAO

2、56-PM法以及Mccloud法在我国湿润气候区的应用效果，评价了校正后的温度法以及基于温度资料的BP人工神经网络模型在该气候区的适用性。结果表明，在参考作物蒸发蒸腾量较小时，Hargreaves法、改进的Thorthwaite法和简化的FAO56-PM法计算值较FAO56-PM偏大，在参考作物蒸发蒸腾量较大时较FAO56-PM偏小；改进后的Thornthwaite法与FAO56-PM法最为接近，Mccloud法与FAO56-PM法的计算结果差异最大；除Mccloud法外，校正后的温度法检验合格率较高，具有较好的地区适用性；基于温度的BP网络模型具有较高的预测精度，结果好于校正后的Thor

3、thwaite法和Mccloud法，可应用于只有温度资料时湿润气候区参考作物蒸发蒸腾量的预测。关键词：参考作物蒸发蒸腾量；温度；BP人工神经网络模型；湿润气候区中图分类号：S2711.引言参考作物蒸发蒸腾量ET0是作物需水量计算的关键因子，对灌溉系统的设计和水资源管理有重要意义。研究表明，无论在干旱地区还是湿润地区，FAO-56Penman-Monteith[1,2]（FAO56-PM）法的计算精度都是最高的。因此，该方法被认为是不同气候类型区ET0计[3-6]算的标准化方法和ET0实测资料缺乏地区评价其他方法的标准。然而，FAO56-PM法需要[4,5]太阳辐射、风速、空气温度等诸多气象

4、要素，限制了该方法的广泛应用。因此，有必要研究简单且精度满足要求的ET0计算方法来代替FAO56-PM法。[3-5]尽管温度法被认为是ET0计算方法中精度较低的一类方法，但该方法只要求最高和最低温度，因此在实际应用中仍具有重要意义。国内外对基于温度数据的ET0方法研究较多，[3-7][3]但不同气候条件下的研究结果差异较大。Irmak在Florida湿润地区的研究表明，Hargreaves法结果较FAO56-PM法偏大，Mccloud法在所有温度法中计算结果最差。Pereiraet[5]al.研究美国加州Davis的干旱气候下的Thornthwaite法结果较实测值偏低60%，用有效温度[

5、4]代替原式中的平均温度后提高了计算精度。Trajkoric研究表明，在欧洲南部湿润地区，简化的FAO56-PM法在Palic和Nis站较FAO56-PM法增大34.5%和19%，在Belgrade站减小7.8%，Hargreaves法月值结果增大5%-27%，Thornthwaite法月值偏低8.5%-19.3%。目前，国内针对[6,7][6]温度法的研究还较少。刘晓英计算了我国华北地区的ET0月值和年值，研究认为[7]Hargreaves法与FAO56-PM法最为吻合，Thornthwaite法计算效果最差。王新华研究认为在我国西北干旱地区，Hargreaves法较FAO56-PM法偏

6、低，年值相对偏差为-0.8%-8.1%。本文以FAO56-PM法计算值为标准，研究多种基于温度的ET0方法在我国湿润地区的计算效果，并建立基于温度资料的BP人工神经网络ET0预测模型，为我国湿润气候区参考作物蒸发蒸腾量的研究提供参考。1本课题得到“863”节水农业重大专项（2002AA2Z4331）和河海大学院士学科建设基金（2084/4021E7）的资助。-1-http://www.paper.edu.cn2.材料与方法2.1气象数据气象数据来自江西省余江县气象站（北纬28°15´，东经116°55´）2002-2004年气象资料。该地区年平均温度17.2~18.1℃，大于10℃积温为5

7、627.6℃；无霜期为262.1d，年均日照为21852.4h，日照时数百分率42％，太阳辐射为4523MJ/cm；年降水量为1752.1mm，为典型的中亚热带湿润气候区。2.2研究方法目前，国内外采用较多的基于温度资料的ET0计算方法主要有（以下简称温度法）：[2,6]HargreavesandSamani法15.0ET=⋅().00023(T−T)(T+178.)R(1)0maxminmeanaλ1T=(T+T)(2