SWAT蒸散发模拟级遥感验证.ppt

《SWAT蒸散发模拟级遥感验证.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、基于SWAT模型的区域蒸散发模拟及遥感验证目录

2、Contents研究目的及意义材料与方法12结果与讨论3结论41研究背景蒸散发（ET）是水文循环的主要过程和水资源管理的关键因素，尤其是在干旱半干旱地区，它控制着陆地表面的水分和能量通量的分配。SWAT模型能够预测不同土壤类型、土地利用方式和管理条件对流域水文循环的影响，大部分以径流为目标变量进行率定模型［6-8］；但在流域水平衡要素中径流所占比例相对流域蒸散发量极低，仅以径流为目标变量开展率定过程存在极大的弊端。遥感能够提供不同时空尺度的流域信息用于

3、估算区域ET［9-11］，利用遥感反演的ET对模型模拟的ET进行率定是比较新的研究方法。蔡锡填等［14］利用SWAT对漳卫南运河流域主要农业耕作区的实际蒸散发进行了分布式模拟，并利用遥感反演数据进行了对比验证，二者具有很好的吻合度。钱坤等［15］对不同土地利用类型下模型ET值与遥感监测值进行了对比，平均相对误差为6.01%。1研究背景本研究首先以LAI和地上部生物量为目标变量对冬小麦和夏玉米作物参数进行率定。基于遥感ET数据进行敏感性分析，筛选出对ET影响比较大的参数，同时进行灌溉制度设置，模拟20

4、02—2008年各月的实际ET，并采用遥感监测值进行对比验证，特别对SWAT模型作物生长过程模拟和灌溉影响水量平衡进行探讨，为SWAT在海河平原农作物耕作区的ET模拟提供参考依据。2材料与方法2.1研究区概况大兴区地处海河流域中北部，属典型的海河平原农作物耕作区。表层土壤以砂性表层土壤以砂性土和砂壤土为主，适合多种作物生长，主要种植作物为冬小麦和夏玉米。气候为中纬度暖温大陆性季风气候，多年平均气温为12℃，多年平均降水量516.4mm，降水量年际变化较大，而且季节分布不均80%以上的雨量主要集中在6

5、—9月。多年平均水面蒸发量1142mm，陆面蒸发量远大于多年平均降水量。SWAT模型2材料与方法2.2SWAT模型河网提取1蒸发量计算运用“burn-in”算法对DEM进行凹陷化处理,生成能够反映灌区实际的子流域边界和河网，共划分为34个子流域，267个水文计算单元。蒸发蒸腾量（ET0）潜在蒸发蒸腾量（ETp）简化的EPIC作物生长模拟Penman-Monteith2材料与方法2.3模型数据输入SWAT模型数据库可以分为空间数据库和属性数据库两大类，空间数据库主要包括数字高程模型（DEM）、土壤类型

6、分布图和土地利用图；属性数据库主要包括气象数据和ET数据等。（1）数字高程图DEM：从美国地质调查局（USGS）提供的GTOPO30公共域中获取，数据空间分辨率为90m。（2）1∶100万土壤类型图：来源于中国科学院南京土壤数据库，综合全国土壤分类和南京土壤分类，将大兴灌区分为14种土壤类型，每种土壤类型选取2个典型点，室内实测得到每种土壤的颗粒组成和容重，通过三次样条函数插值算法将中国制的土壤级配换算为美制标准，再借助SPAW估算土壤可利用水量、导水率和有机质含量。2材料与方法2.3模型数据输入3

7、）1∶10万土地利用图：土地利用类型图是通过对LANDSATTM图像进行目视判读得到，并考虑实时野外勘查资料，结合人工修正的方法完成土地利用解译；4）气象数据：包括逐日最高气温、最低气温、风速、相对湿度、太阳辐射、降雨资料。来源于大兴气象站、北京气象站和永乐店3个气象站点1995—2008年实测值及大兴实验基地2004—2008年实测值。2材料与方法2.3模型数据输入5）遥感ET数据：实际腾发量采用基于吴炳方开发ETWatch系统生产的30m分辨率蒸腾蒸发量数据，数据时段为2002—2008年，时间

8、尺度为月。利用地面观测资料对蒸散遥感监测产品的验证表明，30m级的遥感监测ET平均误差12.7％左右。2材料与方法2.4农业管理措施农业管理措施对灌区的水量平衡影响很大，尤其是ET模拟与农业灌溉制度密切相关。为了显示灌溉对实际蒸腾蒸发量的影响，本文在模型中设置了有灌溉和无灌溉两种情景，用来对比灌溉对作物耗水的影响。冬小麦-夏玉米轮作体系下的灌溉制度和施肥制度如表1。2材料与方法2.5模型率定及敏感性分析农业管理措施对灌区的水量平衡影响很大，尤其是ET模拟与农业灌溉制度密切相关。为了显示灌溉对实际蒸腾

9、蒸发量的影响，本文在模型中设置了有灌溉和无灌溉两种情景，用来对比灌溉对作物耗水的影响。冬小麦-夏玉米轮作体系下的灌溉制度和施肥制度如表1。模型参数率定及验证参数敏感性分析作物参数率定2材料与方法DesignedbyGuildDesignInc.2.5模型率定及敏感性分析2材料与方法2.5.1作物参数率定采用SWAT模型自带的率定模块SCE-UA方法，LAI、地上部生物量为目标变量进行率定。2材料与方法2.5.2参数敏感性分析影响SWAT模型产汇流和蒸发过程的参数较多，