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        遼河流域蒸散演變規(guī)律及變化特征研究

        2022-12-19 08:38:16信永達(dá)程祥吉王鴻赫
        東北水利水電 2022年12期
        關(guān)鍵詞:區(qū)域研究

        信永達(dá),程祥吉,王鴻赫

        (1.松遼水利水電開發(fā)有限責(zé)任公司,吉林 長春 130021;2.水利部松遼水利委員會,吉林 長春 130021;3.水利部信息中心,北京 100053)

        蒸散是水量平衡的關(guān)鍵因素,是水量來源的重要組成之一,在促進(jìn)全球范圍和區(qū)域水量平衡方面起到了決定性的作用,深刻影響著水資源量的時空分布。因此,正確地估算出蒸散量,對于整個流域的水資源綜合開發(fā)利用有極大的作用。傳統(tǒng)的蒸散量估算大多基于現(xiàn)場觀測,難獲得區(qū)域尺度的地表蒸散量。遙感技術(shù)可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)方法的不足,為研究區(qū)域蒸散尺度提供新方法和新途徑。

        1 研究區(qū)域及方法

        遼河是中國七大江河之一,為東西寬、南北窄的樹枝狀水系,遼河流域可細(xì)劃為東遼河流域、西遼河流域、遼河中游流域和太子河流域。

        選擇2000—2020年(8月)MOD16A 蒸散(ET)生長季的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行研究,采用MRT 工具對影像數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接、投影、提取波段及重采樣等處理,投影格式變?yōu)閃GS84,將HDF 圖像輸出為Geotiff 格式。采用ArcGIS10.2 去除數(shù)據(jù)中的無效值,根據(jù)遼河流域的矢量邊界裁剪出研究區(qū)的蒸散數(shù)據(jù)。最后,采用最小二乘法計算年、季地表蒸散量,并基于網(wǎng)格分析蒸散量的變化趨勢。

        2 遼河流域地表蒸散變異規(guī)律

        由于每年受地表的太陽輻射、溫度、降水情況不同的影響,ET在時間分布上的起伏波動范圍較小,在6.83~7.90 mm/d 之間,遼河流域2000—2020年8月日平均蒸散量情況見圖1。由圖1可以看出,2005年和2014年的蒸散量低于其他年份,蒸散量最低的2005年和最高的2016年分別為6.60 mm/d 和7.97 mm/d,是近20年平均蒸散量的0.89 倍和1.08 倍。遼河流域蒸散量的離散度為0.35,回歸方程:

        圖1 遼河流域2000—2020年8月日平均ET 值

        式中:x為因變量,即研究期內(nèi)第x年;y為第x年對應(yīng)的蒸散量。

        3 各區(qū)段地表蒸散分布特征及規(guī)律

        3.1 西遼河流域

        西遼河流域2000—2020年8月日平均蒸散量情況見圖2。受地表的降水、溫度情況的影響,該區(qū)域ET的起伏波動范圍在5.95~7.11 mm/d 之間,近20年平均蒸散量為6.64 mm/d。蒸散量最低的是2000年的5.95 mm/d,是近20年平均蒸散量的0.89 倍;最高的是2016年的7.11 mm/d,是平均值的1.07 倍。除去最大、最小值年份,其余年份的8月日平均蒸散值的變化幅度并不大,在6.30~6.80 mm/d 之間上下浮動。其回歸方程:

        圖2 西遼河流域2000—2020年8月日平均ET 值

        3.2 東遼河流域

        東遼河流域2000—2020年8月日平均蒸散量情況見圖3,該區(qū)域ET的起伏波動范圍在5.55~6.70 mm/d,近20年平均蒸散量為6.20 mm/d。2000,2010,2018年的蒸散量明顯低于其他年份;2012,2016年高于其他年份。東遼河蒸散值的波動幅度較大,出現(xiàn)震蕩的年份較多。蒸散量最低的是2000年的5.55 mm/d,是平均蒸散量的0.90倍;最高的是2012年的6.70 mm/d,是平均值的1.08 倍。其回歸方程:

        圖3 東遼河流域2000—2020年8月日平均ET 值

        3.3 遼河中游流域

        遼河中游流域2000—2020年8月日平均蒸散量情況見圖4。該區(qū)域ET的起伏波動范圍為6.03~7.49 mm/d,近20年平均蒸散量為6.77 mm/d。2000和2006年的蒸散量明顯低于其他年份;2013,2015—2017,2020年高于其他年份。遼河中游流域的蒸散變化幅度較東遼河更加劇烈,雖然震蕩的年份沒有東遼河多,但幅度較大。蒸散量最低的是2000年的6.03 mm/d,是平均值的0.89 倍;最高的是2017年的7.49 mm/d,是平均值的1.11倍?;貧w方程:

        圖4 遼河中游流域2000—2020年8月日平均ET 值

        3.4 太子河中游流域

        太子河流域2000—2020年8月日平均蒸散量情況見圖5。該區(qū)域ET的起伏波動范圍為6.42~7.64 mm/d,近20年平均蒸散量為7.16 mm/d。太子河流域蒸散震蕩幅度雖然不是最大的,但是起伏變化較為劇烈。2002,2005,2014年的蒸散量明顯低于其他年份;2016,2020年的蒸散量高于其他年份。蒸散量最低的是2014年的6.42 mm/d,是平均值的0.90 倍;最高的是2020年的7.74 mm/d,是平均值的1.08 倍?;貧w方程:

        圖5 太子河流域2000—2020年8月日平均ET 值

        4 結(jié)語

        綜合上述分析研究可以得出,遼河流域近20年生長季代表月的地表蒸散多年日平均值為7.10±0.90 mm,相對變化較為顯著,在研究期間總體呈現(xiàn)出上升趨勢。流域蒸散量在空間異質(zhì)性明顯,總體呈現(xiàn)南高北低、西高東低的分布格局。太子河流域近20年生長季代表月的平均蒸散量最大,遼河中游流域次之,西遼河流域再次之,東遼河流域最少。在研究期內(nèi),各流域段的地表蒸散都呈上升趨勢,其中,中下游上升增速略高于東西流域段,增速最快是太子河流域,與遼河總流域的地表蒸散趨勢相同。研究結(jié)果反映了遼河流域地表蒸散近20年的時空變化特征,可為流域的水資源規(guī)劃、調(diào)度配置及生態(tài)保護(hù)等方面提供堅實(shí)基礎(chǔ)。

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