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参考作物蒸发蒸腾量(ET_0)的初步检验实验及输入因子的响应分析研究

苏春宏  
【摘要】: 参考作物蒸发蒸腾量(ET_0)是国际通用的评价水资源和计算作物需水量的基础,也是制定水法和国际河流水资源分配的依据。ET_0值的计算研究目前已进入标准化和普适性阶段,由于我国缺乏ET_0的实验研究,现阶段我国ET_0值的计算仅单纯地停留在利用联合国粮农组织(FAO)主要推荐的修正Penman(MP)、Penman-Motheith(PM)公式进行计算或对比,结果给ET_0的计算值带来许多不确定性,成为我国引进中薄弱环节,本文分析了国外ET_0研究最新进展的基础上,以半干旱地区-杨凌(偏湿润),参考作物(修剪苜蓿)为试验材料,于2005年,实施ET_0实验率定及其相关的应用实验研究,并以半干旱地区-呼和浩特(偏干旱),1961~2003,43年长系列气象数据,对ET_0值进行长系列的输入因子的响应基础分析研究。获得以下结论: 本文系统、引进国外先进成果,根据人工称重lysimeter实验,对半干旱杨凌气候区各种ET_0计算公式的适应性进行了最新、系统地率定研究,并在实验率定中首次引用美国工程师协会-环境与水资源机构(ASCE—EWRI)(2005)推荐的最新ET_0计算公式―标准ASCE-PM及其它计算公式,确认在半干旱杨凌气候条件下:初步确认,以天为计算尺度时标准ASCE-PM公式优于PM,PM公式优于其他代表性公式;并探讨以小时为计算尺度的应用条件,做了较好的吸收消化,填补了我国在此方面的研究空白。 首次按PM及标准ASCE-PM公式的设定条件对参考作物(苜蓿)冠层阻力进行深入、重点的率定研究,揭示了参考作物冠层阻力值在全生育期的变化数值,指出生育中期实验条件及结果比较接近国外参考作物ET_0值的设定条件(70s/m),生长前期与后期的rc值与设定值差异较大,并对日变化过程进行了量化估算,并揭示了影响冠层阻力的主要因子是ET_0值和空气动力阻力r_a,确认经过使用新的r_c值计算结果更接近实测值。 对MP、PM及标准ASCE-PM公式做了简要的推证,指出三个公式的理论基础均基于同一种原理,即:都是能量平衡和水汽扩散原理,只是使用条件的严格性及考虑因素有所不同。ET_0计算公式的主要设定参数(如反射率、Angstrom公式中a、b值、两种参考作物蒸发蒸腾量的转换系数K_r值)进行了研究计算,实验条件发现:生育中后期反射率变化比较平稳,此期间计算值仍接近PM公式的设定值(0.23),平均为0.237;作物生长季节的不同,Angstrom公式中a、b值与国内规范推荐的FAO值有所不同,应专门计算作物生长季节对应时段的a、b值,不能简单地使用国际气象组织推荐图表内的年均值。由于国际上常用的参考作物有两种:牧草和紫花苜蓿,为便


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