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旱情监测预测系统建设关键技术研究

作　者: 陈晓燕
导　师: 陆桂华；杨晓华
学　校: 河海大学
专　业: 水文学及水资源
关键词: 早情监测干早指数田间持水量蒸发能量平衡
分类号: S423
类　型: 博士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

本文针对旱情监测预测系统建设中的田间持水量分布以及相对蒸发量计算问题，进行了深入的研究。研究内容分为三部分。首先在系统研究国内外有关土壤田间持水量确定方法的基础上，明确了各种方法的物理意义和适用条件，并利用现有的资料，用点估算模型和系数估算模型两种方法，对土壤田间持水量进行初步研究，结果表明了点估算模型在田间持水量研究中的优势。然后从现有的资料条件出发，提出了针对系统建设要求的方法：先得出基于大范围旱情监测预测系统的217个土壤单元，再结合我国土壤分布的地带性规律，综合分析影响土壤田间持水量的各类因素，然后在对各片区土壤的田间持水量相对大小有一个定性结论的基础上，结合现有的土壤田间持水量资料，定性、定量相结合，最终确定全国土壤田间持水量分布。本文第二部分从系统的信息要求出发，在第一部分确定的研究方法的基础上，从土壤成因、成土母质、土壤熟化程度、结构组成、质地状况以及土地利用类型等影响土壤田间持水量的因素着手，对全国范围内有代表性的六种土壤进行分析，并结合现有资料和模型方法的计算结果，经过合理推算、插值，确定了六大区土壤的土壤田间持水量。最后以六大区土壤田间持水量值为参照，在全国土壤干旱区划的基础上，确定了全国217个土壤单元的田间持水量。本文第三部分采用表面能量平衡系统的原理和方法，通过对卫星遥感资料和气象观测资料进行预处理，将卫星遥感资料与地面气象资料相结合，通过计算一系列的物理参数，计算出地表的相对蒸发，又通过地表相对蒸发估算土壤含水状况，从而达到监测旱情的目的。最后还将表面能量平衡系统成果，与水利部水利信息中心目前运行的土壤缺水量旱情监测成果对比分析，结果表明，表面能量平衡系统在旱情监测预测系统建设中具有良好的应用前景。

全文目录

第一章综述  11-35
  1．1 干旱概述  11-12
  1．2 干旱分类  12
  1．3 我国干旱情况  12-15
  1．4 旱情监测技术的发展  15-20
    1．4．1 抗旱工作的发展  15-17
    1．4．2 旱情监测技术的发展  17-20
  1．5 大范围旱情监测预测系统技术分析  20-29
    1．5．1 系统功能分析  20-28
    1．5．2 系统信息流程  28-29
  1．6 系统建设中的主要问题及本文研究内容  29-31
  1．7 研究内容的现状及研究的意义  31-35
    1．7．1 关于全国田间持水量分布  31-32
    1．7．2 关于相对蒸发  32-35
第二章田间持水量的确定方法研究  35-57
  2．1 田间持水量(field capacity)概念及意义  35-36
  2．2 确定田间持水量的常规方法  36-37
  2．3 PTFS(土壤传递函数法)研究  37-45
    2．3．1 统计模型法  38-43
    2．3．2 物理经验模型  43-44
    2．3．3 分形机理模型  44
    2．3．4 我国的研究情况  44-45
  2．4 PTFS(土壤传递函数法)研究实例  45-52
    2．4．1 系数估算模型实例  45-50
    2．4．2 点估算模型实例  50-51
    2．4．3 模型应用分析  51-52
  2．5 针对旱情监测预测系统建设的田间持水量确定方法  52-55
    2．5．1 总体思路  52
    2．5．2 基于系统建设要求的土壤单元确定方法  52-53
    2．5．3 全国土壤田间持水量分布研究中的主要问题  53-54
    2．5．4 基于系统建设要求的全国土壤田间持水量确定方法  54-55
  2．6 本章小结  55-57
第三章全国田间持水量分布图  57-115
  3．1 影响田间持水量的主要因素  57-71
    3．1．1 土壤质地对土壤田间持水量的影响  57-61
    3．1．2 土壤结构对田间持水量的影响  61-62
    3．1．3 影响土壤田间持水量的其它因素  62-71
  3．2 全国土壤分布的地带性规律  71-80
    3．2．1 我国土壤的水平分布  72-75
    3．2．2 我国土壤的垂直分布  75-76
    3．2．3 我国土壤的复式分布  76-77
    3．2．4 我国土壤的区划体系  77-80
  3．3 全国土壤田间持水量分布图绘制  80-113
    3．3．1 全国土壤田间持水量分布相对大小分析  80-83
    3．3．2 现有土壤田间持水量资料  83-87
    3．3．3 全国主要土壤类型区土壤田间持水量分析  87-100
    3．3．4 全国土壤田间持水量及分布图  100
    3．3．5 成果分析  100-113
  3．4 本章小结  113-115
第四章相对蒸发的确定  115-139
  4．1 表面能量平衡系统与相对蒸发  115-116
  4．2 表面能量平衡系统估算相对蒸发的方法  116-120
    4．2．1 地表物理参数确定  116-117
    4．2．2 总体大气相似理论确定空间数据  117-118
    4．2．3 动量和热量传输粗糙度确定  118-119
    4．2．4 表面能量平衡极端状态方法估算相对蒸发  119-120
  4．3 计算过程和成果  120-126
    4．3．1 资料需求分析  120-122
    4．3．2 资料选取和预处理  122-124
    4．3．3 参数设定  124
    4．3．4 计算流程  124-126
    4．3．5 计算成果  126
  4．4 成果检验分析  126-137
    4．4．1 检验分析方法  126-127
    4．4．2 检验方式  127
    4．4．3 检验分析结果  127-137
    4.4.4误差成因分析  137
  4．5 本章小结  137-139
第五章结论与展望  139-143
参考文献  143-150
论文及报告  150-151
致谢  151

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