浑太流域实际蒸散过程研究

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蒸散是重要的水文过程,是水量平衡和能量平衡的唯一共同项。蒸散作为重要的水循环要素,对水文、农学、林业、水资源管理等方面起着重要作用。研究区域蒸散对理解气候变化有着深远的意义。  本文利用1970-2010年气象资料和水文资料,用水量平衡方程率定、验证模型参数,通过平流-干旱模型(AA模型)模拟浑太流域41年间实际蒸散的时空分布,并探讨气象要素对实际蒸散的影响。主要研究成果如下:  (1)利用水量平衡方程和Penman公式验证了下垫面不同供水条件下潜在蒸散和实际蒸散确实存在互补相关关系。选定七个子流域对AA模型进行率定,用七个子流域的平均相对误差的绝对值来代表AA模型在浑太流域上的应用误差。结果表明AA模型在浑太流域上的应用误差为6.2%,满足应用要求。同时验证了潜在蒸散、实际蒸散和湿润环境蒸散三者之间的数量关系在浑太流域上确实符合互补相关理论。  (2)选择浑太流域上面积较大的两个子流域对模型计算结果检验,结果显示AA模型误差在10%以内。AA模型模拟结果显示,1970-2010年,浑太流域多年平均蒸散量为470.5mm/a,年蒸散呈上升趋势,上升幅度为2.42 mm/10a,没有通过0.05的显著性水平检验。春、秋、冬三季与年蒸散变化趋势一致,只有冬季呈现明显上升趋势,通过了0.05的显著性水平检验,夏季蒸散呈现下降趋势。全流域蒸散的季节变化呈单峰形式,峰值出现在7月。通过M-K突变检验发现,年和冬季蒸散存在明显突变,突变年份分别为1996年和1989年。从空间变化特点上看,在东北部、中部平原地区和下游西南地区实际蒸散相对较高,流域北部和东部较低。  (3)全流域实际蒸散的上升是由于平均气温、最高、最低气温等因素变化引起的辐射能量项的增加和风速下降引起的空气动力学项下降共同作用的结果。其中温度和日照时数的贡献率最大,分别为46.2%和25.7%。温度的上升是引起浑太流域蒸散呈现上升趋势的最主要原因,日照时数的减少减缓了蒸散的上升幅度,但并没有改变其上升的趋势。
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