遼河流域蒸散演變規(guī)律及變化特征研究

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(zhǎng)春 130021；2.水利部松遼水利委員會(huì)，吉林 長(zhǎng)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(shí)空分布。因此，正確地估算出蒸散量，對(duì)于整個(gè)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(chǎng)觀測(cè)，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(guó)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(zhǎng)季的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，采用MRT 工具對(duì)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(jì)算年、季地表蒸散量，并基于網(wǎng)格分析蒸散量的變化趨勢(shì)。

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(shí)間分布上的起伏波動(dòng)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(duì)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(dòng)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(dòng)。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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(zhǎng)季代表月的地表蒸散多年日平均值為7.10±0.90 mm，相對(duì)變化較為顯著，在研究期間總體呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)。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(zhǎng)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(shì)，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(shì)相同。研究結(jié)果反映了遼河流域地表蒸散近20年的時(shí)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(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。