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单作物系数法在作物需水量计算中的应用

江淮水利科技 2017年第5期 16-18页

作者：王利军安徽省水利水电勘测设计院安徽合肥230088

作物需水量主要受土壤、气候及作物生长特性等影响,其计算精度直接影响到灌区设计规模。笔者结合秘鲁南部水资源综合规划项目中的灌溉专题研究工作,以Tambo流域为例,通过收集整理研究区影响作物生长的气候条件、各个阶段作物生长周期、... 详细信息

作物需水量主要受土壤、气候及作物生长特性等影响,其计算精度直接影响到灌区设计规模。笔者结合秘鲁南部水资源综合规划项目中的灌溉专题研究工作,以Tambo流域为例,通过收集整理研究区影响作物生长的气候条件、各个阶段作物生长周期、生长参数、土壤参数等基本资料,利用联合国粮农组织推荐的彭曼蒙太斯(Penman-Monteith)公式计算得出参考作物腾发量ET0,并利用单作物系数法计算标准条件下作物腾发量,结合研究区的降雨资料进一步计算作物的需水量,计算成果为灌溉规划以及制定灌溉制度提供依据。

关键词：彭曼蒙太斯作物蒸腾单作物系数法作物需水量

基于多源遥感影像的作物信息提取与需水量时空分析

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生态学杂志 2024年第4期43卷 1113-1121页

作者：宋伟王运涛王立波吴倩彭岩波北京师范大学水科学研究院北京100875 北京师范大学地理科学学部北京100875 中国石油集团安全环保技术研究院有限公司北京102206 山东省环境规划研究院济南250101

在我国水资源短缺的大背景下,合理规划农业水土资源尤为重要。为实现区域作物种植结构提取,分析作物需水量的时空分布规律,以山东省济宁市重要农业区老万福河流域为研究区,以Landsat 8影像为基础构建作物生育期NDVI时间序列,综合考虑GF-... 详细信息

在我国水资源短缺的大背景下,合理规划农业水土资源尤为重要。为实现区域作物种植结构提取,分析作物需水量的时空分布规律,以山东省济宁市重要农业区老万福河流域为研究区,以Landsat 8影像为基础构建作物生育期NDVI时间序列,综合考虑GF-2影像与实地调研数据,结合作物物候期,采用决策树方法提取老万福河流域作物种植结构,并结合Penman-Monteith公式与GIS空间分析功能,使用单作物系数法计算流域作物需水量。结果表明:(1)多时相NDVI序列下,采用决策树方法提取小麦-水稻的平均误差最小,为13.5%,蔬菜的平均误差最大,为23.0%。分类结果显示:小麦-水稻轮作模式分布在流域东部,小麦-玉米轮作模式主要分布在流域西部,经济作物蔬菜主要分布在流域中、西部。(2)作物需水量年内时空分布存在显著差异。时间尺度上,冬季作物需水量明显小于其他季节,夏季作物需水量最大,春夏作物需水量占全年作物需水量的70%左右;空间尺度上,流域东部水稻种植区的作物需水量明显大于其他地区。同一种植模式在不同种植区域的需水量有所差异,其中小麦-玉米年需水量范围在915.6~952.9 mm,不同区域需水量差异达37.3 mm。(3)主要作物水稻、玉米、蔬菜、小麦的生育期需水量存在显著差异,作物需水量分别为846.87、561.7、519.37、415.24 mm。在拔节孕穗(抽薹)期,作物的需水量达到峰值。研究表明,基于Landsat 8和GF-2影像数据构建NDVI时间序列并结合决策树分类的方法可以实现区域作物种植结构的提取。研究结果可为当地灌溉制度的制定及农业水土资源的优化管理和分配提供科学依据。

关键词：作物蒸散发老万福河流域 NDVI 单作物系数法时空特征

砂石覆盖条件下冬小麦蒸散量的单、双作物系数法估算

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农业机械学报 2018年第3期49卷 261-270页

作者：李毅付亚亚唐德秀李思逸冯浩西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学中国旱区节水农业研究院陕西杨凌712100

农田蒸散(ETc)是农业系统能量平衡和水分平衡的关键要素,砂石覆盖条件下ETc的估算对于评价砂石覆盖对农田作物的影响非常重要。为准确估算砂石覆盖条件下冬小麦ETc,在陕西杨凌建立了遮雨棚下的蒸渗仪动态观测系统。利用FAO-56的Penman-M... 详细信息

农田蒸散(ETc)是农业系统能量平衡和水分平衡的关键要素,砂石覆盖条件下ETc的估算对于评价砂石覆盖对农田作物的影响非常重要。为准确估算砂石覆盖条件下冬小麦ETc,在陕西杨凌建立了遮雨棚下的蒸渗仪动态观测系统。利用FAO-56的Penman-Monteith(PM)模型和单、双作物系数法对冬小麦ETc进行估算,并基于两年度不同砂石覆盖量下冬小麦实测ETc数据,对单、双作物系数法进行改进和修正,得到适用于砂石覆盖条件下单、双作物系数与砂石覆盖量的关系。结果表明:(1)冬小麦不同生长阶段的单作物系数与砂石覆盖量具有很好的线性关系,进一步结合估算的参考作物腾发量(ET0)计算,能很好地模拟两年度不同砂石覆盖量下的冬小麦ETc。(2)基于冬小麦实测ETc对双作物系数进行修正,可得到其修正系数A与砂石覆盖量之间的线性关系,进一步结合ET0可准确估算两年度不同砂石覆盖量下的冬小麦各生长阶段ETc。(3)不同砂石覆盖量下,双作物系数法比单作物系数法和PM模型估算冬小麦ETc的精度更高。总体上,单、双作物系数法在估算砂石覆盖条件下的冬小麦ETc中仍有一定的适用性,但需经实测数据进行修正。

关键词：冬小麦蒸散量砂石覆盖 PM模型单作物系数法双作物系数法

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单双作物系数法计算玉米需水量的对比研究

节水灌溉 2012年第11期 18-21页

作者：卢晓鹏段顺琼马显莹白树明云南省水利水电科学研究院云南昆明650228 昆明市松华坝水库管理处云南昆明650201

基于云南持续干旱对水资源高效利用的要求以及研究作物需水量规律的重要性,利用低纬度高原区的云南省曲靖市的陆良站1990-1992年的逐日气象资料及历史试验资料,采用FAO-56推荐的计算作物需水量的单作物系数法和双作物系数法,计算了陆良... 详细信息

基于云南持续干旱对水资源高效利用的要求以及研究作物需水量规律的重要性,利用低纬度高原区的云南省曲靖市的陆良站1990-1992年的逐日气象资料及历史试验资料,采用FAO-56推荐的计算作物需水量的单作物系数法和双作物系数法,计算了陆良站玉米各阶段的需水量,并和实测值进行了对比。结果表明:用单作物系数法和双作物系数法计算的玉米需水量与实测值是十分接近的;在地面覆盖度比较大的情况下,两者差别不大;总体上,两种方法计算的作物需水量具有很好的相关性。

关键词：玉米需水量单作物系数法双作物系数法

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太子河流域鞍山段生态需水研究

太子河流域鞍山段生态需水研究

作者：梁满意沈阳理工大学

学位级别：硕士

“绿水青山就是金山银山”,保证生态需水量是自然环境以及社会经济健康发展的关键要素。随着人类对水资源的大力开发,生态需水量得不到有效保障,打破了生态平衡,导致森林草地退化、生物多样性减少、生态环境功能破坏等一系列生态环境问... 详细信息

“绿水青山就是金山银山”,保证生态需水量是自然环境以及社会经济健康发展的关键要素。随着人类对水资源的大力开发,生态需水量得不到有效保障,打破了生态平衡,导致森林草地退化、生物多样性减少、生态环境功能破坏等一系列生态环境问题。通过流域生态需水量的研究,对研究区域水资源优化配置、良好生态环境的恢复以及经济社会可持续健康发展具有重要意义。本文依据全球30米土地覆盖数据集对研究区域进行土地覆盖类型分类。依据NDVI数据对研究区域进行植被状况分析。采用Tennant法、鱼类健康生存条件以及环境功能设定法分别计算河道生态需水量。采用单作物系数法计算河道外植被生态需水量。依据水量平衡原理和达西定律计算湖泊与湿地生态需水量。基于以上计算结果,综合分析流域生态需水总量,并根据水量平衡原理分析生态需水总量的满足度,提出水资源保障措施。主要研究成果如下:(1)太子河流域鞍山段的植被覆盖类型主要以农田和森林为主,农田与森林的平均总面积占研究区域的80.19%。结果表明研究区域植被覆盖较好,植被生长期为5月至9月。森林主要分布在东南山区,农田主要分布在西北平原地区。(2)采用Tennant法、鱼类健康生存条件和环境功能设定法计算的河道内生态需水量分别为2.32亿m、3.08亿m、4.13亿m。(3)河道外农田平均生态需水量为9.04亿m,森林平均生态需水量为4.82亿m,草原的平均生态需水量为0.18亿m,灌木平均生态需水量为0.05亿m,湖泊与湿地平均生态需水总量为0.86亿m。(4)流域生态需水总量为19.05亿m,可供生态环境用水量不能稳定满足生态需水量的要求。结果表明河道内生态需水量总体上可以满足,河道外生态需水量不能满足,流域生态需水总量不能稳定满足,需要水资源调控措施提高研究区域的蓄水能力。

关键词：生态需水量土地覆盖类型单作物系数法环境功能设定法满足度分析

1959—2015年黑龙江省玉米需水量时空分布特征

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农业机械学报 2018年第7期49卷 217-227页

作者：聂堂哲张忠学林彦宇陈鹏孙仲益东北农业大学水利与土木工程学院哈尔滨150030 农业部农业水资源高效利用重点实验室哈尔滨150030 黑龙江八一农垦大学工程学院大庆163319 北海道大学大学院农学院

基于黑龙江省26个气象站1959—2015年的逐日气象数据和14个农业气象观测站的1991—2008年玉米生育期观测资料,利用单作物系数法和Arcmap的空间分析功能计算并绘制了玉米生育期内各月有效降雨量(Effective precipitation)、需水量(Crop w... 详细信息

基于黑龙江省26个气象站1959—2015年的逐日气象数据和14个农业气象观测站的1991—2008年玉米生育期观测资料,利用单作物系数法和Arcmap的空间分析功能计算并绘制了玉米生育期内各月有效降雨量(Effective precipitation)、需水量(Crop water requirement)和灌溉需水量(Irrigation requirement)及三者气候倾向率的分布图,揭示了黑龙江省玉米水分供需的时空分布规律。结果表明:黑龙江省玉米生育期有效降雨量平均值为302 mm,高值区位于中部地区,5—6月呈增长趋势,7—9月呈下降趋势;需水量平均值为383 mm,自西向东总体呈先减小后增大的分布趋势,除9月外,全生育期及各月需水量均呈减小趋势;灌溉需水量平均值为153 mm,其分布与需水量分布相似,西部地区灌溉需水量较大,5、7月呈减小趋势,而8、9月呈大幅增加趋势,应在7、8月适时补充灌溉,保障玉米产量。本研究可为黑龙江省玉米种植区灌溉水资源分配和灌溉制度制定提供科学依据。

关键词：玉米黑龙江省有效降雨量需水量灌溉需水量单作物系数法

基于波文比-能量平衡法的半湿润地区葡萄园蒸发蒸腾量估算

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干旱地区农业研究 2020年第4期38卷 175-183页

作者：余昭君胡笑涛冉辉王雪梦王文娥何雪霞西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西杨凌712100

为准确估算半湿润地区葡萄园蒸发蒸腾量,在测定气象数据的基础上,以水量平衡法的实测蒸发蒸腾量(ET)为参考,分析判断波文比-能量平衡法估算半湿润地区葡萄园蒸发蒸腾量的适用性以及整个生育期内葡萄ET的变化规律,分别采用单作物系数法(... 详细信息

为准确估算半湿润地区葡萄园蒸发蒸腾量,在测定气象数据的基础上,以水量平衡法的实测蒸发蒸腾量(ET)为参考,分析判断波文比-能量平衡法估算半湿润地区葡萄园蒸发蒸腾量的适用性以及整个生育期内葡萄ET的变化规律,分别采用单作物系数法(Kc)、双作物系数法(Kcb)估算半干旱半湿润地区葡萄ET。结果表明:全生育期内波文比-能量平衡法与水量平衡法之间的均方根误差(RMSE)与纳什系数(NSE)分别为0.54与0.64,决定系数为0.82,说明波文比-能量平衡法可以较好地应用于半湿润地区葡萄园蒸发蒸腾估算,双作物系数法比单作物系数法估算结果更为精确,计算出的双作物系数0.85、1.07、0.71可以作为本地区值。

关键词：葡萄园蒸发蒸腾量波文比-能量平衡法单作物系数法双作物系数法半湿润地区

基于修正遗传算法的夏玉米作物系数及蒸散发估算

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生态环境学报 2021年第1期30卷 108-116页

作者：王振龙刘竹梅吕海深丁佳楠陆云燕王怡宁安徽省(水利部淮委)水利科学研究院/水利水资源安徽省重点实验室/五道沟水文水资源实验站安徽蚌埠233000 河海大学理学院江苏南京210098 南京水利科学研究院江苏南京210029

农田蒸散量是作物蒸腾量和土壤蒸发量的总和,准确估算农田蒸散量对制定合理的灌溉计划至关重要,进而对农作物的增产保收具有重要的意义。研究作物系数及蒸散量估算模型已成为一个热点科学问题。淮河流域是中国主要的农业生产基地,而夏... 详细信息

农田蒸散量是作物蒸腾量和土壤蒸发量的总和,准确估算农田蒸散量对制定合理的灌溉计划至关重要,进而对农作物的增产保收具有重要的意义。研究作物系数及蒸散量估算模型已成为一个热点科学问题。淮河流域是中国主要的农业生产基地,而夏玉米是淮河流域最主要的粮食作物之一。为研究夏玉米全生育期蒸散估算模型,反映夏玉米逐日作物系数及蒸散量的变化,为当地的农业生产活动提供指导,采用五道沟水文实验站称重式蒸渗仪及气象要素实测数据,应用遗传算法,构建夏玉米全生育期单作物系数蒸散模型,得到其4个生长阶段的作物系数估算值。其中,参考作物蒸散量采用FAO PenmanMonteith公式计算;对估算误差较大的发育期,利用叶面积指数和发育期天数构建调整模型,对发育期作物系数进行数值修正,取得了较好的效果,并进一步估算蒸散量,最终得到遗传算法与多项式回归相结合的夏玉米蒸散估算模型。结果表明:全生育期内,修正后作物系数计算值与实际值的平均绝对误差为0.09,均方根误差为0.12,准确率(绝对误差作物系数模型,修正遗传算法模型作物系数和蒸散量的拟合准确率均明显提高,达到精度要求,该文修正遗传算法模型可用于夏玉米的蒸散估算。

关键词：五道沟地区遗传算法修正模型蒸散量单作物系数法蒸渗仪

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扎龙湿地芦苇沼泽蒸散发计算与分析

水利水电技术 2005年第2期36卷 22-24,28页

作者：王昊许士国大连理工大学土木水利学院辽宁大连116023

根据水生植物芦苇生长期内的特点,利用扎龙湿地水文气象监测站 2003年 6月份的气象监测资料及FAO(56)推荐的P M公式,计算了扎龙湿地芦苇沼泽区域的参照作物蒸散发量,并采用单作物系数法计算了扎龙芦苇湿地的实际蒸散发量.

关键词： FAO(56)Penman-Monteith公式芦苇沼泽参照作物蒸散发单作物系数法实际蒸散发扎龙湿地