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第一章 绪论1

1.1 背景与意义1

1.2 潜水蒸发的基本概念2

1.3 点尺度潜水蒸发研究方法2

1.3.1 试验观测方法2

1.3.2 机理分析方法3

1.3.3 数值模拟方法3

1.4 点尺度潜水蒸发估算方法3

1.5 灌区尺度潜水蒸发规律5

1.6 潜水蒸发的有效性6

1.7 灌区尺度的潜水蒸发有效性调控7

1.8 有待研究的问题和本书主要内容7

第二章 研究区简介9

2.1 地理位置9

2.2 气候10

2.3 水文地质11

2.4 灌区发展过程13

2.5 作物种植结构14

第三章 潜水蒸发影响因素分析及考虑作物影响的改进阿维里扬诺夫公式16

3.1 试验与数据16

3.2 潜水蒸发的影响因素分析17

3.2.1 气象因素对潜水蒸发的影响17

3.2.2 土壤因素对潜水蒸发的影响18

3.2.3 地下水埋深对潜水蒸发的影响18

3.2.4 降雨量对潜水蒸发的影响19

3.2.5 作物生长对潜水蒸发的影响20

3.2.5.1 相同埋深条件下作物对潜水蒸发的影响20

3.2.5.2 相同土壤条件下作物对极限埋深的影响21

3.2.5.3 作物不同生育阶段潜水蒸发量随埋深变化22

3.3 考虑作物生长影响的改进阿维里扬诺夫公式23

3.3.1 阿维里扬诺夫公式改进23

3.3.2 改进公式的精度评价25

3.4 本章小结29

第四章 柳园口灌区地下水埋深时空变化及土地利用变化分析30

4.1 区域地下水埋深空间插值方法比较30

4.1.1 区域地下水埋深空间插值方法31

4.1.2 交叉验证法34

4.1.3 基于ArcGIS空间插值35

4.1.4 地下水位观测数据41

4.1.5 地下水埋深直接插值结果与分析41

4.1.6 地下水埋深间接插值结果与分析47

4.1.7 柳园口灌区地下水埋深空间插值方法选择54

4.2 柳园口灌区地下水埋深时空变化54

4.2.1 地下水埋深长期变化趋势分析57

4.2.2 地下水埋深30年不同时段的变化过程61

4.2.3 地下水埋深的空间分布66

4.2.4 地下水埋深季节变化68

4.2.5 地下水埋深随时间变化70

4.3 柳园口灌区土地利用变化74

4.3.1 Landsat TM/ETM＋数据及其它辅助数据74

4.3.2 遥感土地利用／覆被解译75

4.3.3 水田、旱地相互转化关系及驱动力分析78

4.4 本章小结79

第五章 基于GIS的区域潜水蒸发计算及时空变化规律分析80

5.1 区域潜水蒸发量计算方法80

5.1.1 基本原理80

5.1.2 基于VBA的Arcobjects编程计算区域潜水蒸发81

5.2 基本数据82

5.2.1 各种条件下潜水蒸发公式参数82

5.2.2 地下水埋深图83

5.2.3 土地利用图83

5.2.4 土壤类型图83

5.3 计算结果精度评价84

5.4 灌区潜水蒸发长期变化趋势85

5.5 灌区潜水蒸发季节变化规律85

5.6 潜水蒸发空间分布规律89

5.6.1 潜水蒸发总体空间分布特征89

5.6.2 潜水蒸发空间分布的年内变化规律90

5.6.3 潜水蒸发年代际空间变化规律92

第六章 灌区潜水蒸发的有效性评价及对区域水分生产率的影响97

6.1 潜水蒸发有效性评价方法97

6.2 柳园口灌区潜水蒸发有效性变化99

6.2.1 年际间有效／无效潜水蒸发变化99

6.2.2 年内有效／无效潜水蒸发变化100

6.2.3 有效／无效潜水蒸发的空间分布101

6.3 潜水蒸发有效性对区域水分生产率的影响103

6.3.1 农业灌溉随时间的变化103

6.3.2 种植结构及产量变化105

6.3.3 潜水蒸发有效性对灌区尺度水分生产率的影响106

第七章 灌区潜水蒸发调控模式110

7.1 概述110

7.2 灌区分布式地下水模型110

7.2.1 模型构建110

7.2.2 模型验证113

7.3 潜水蒸发有效性调控方案120

7.3.1 潜水蒸发有效性调控措施120

7.3.2 灌区潜水蒸发有效性调控方案122

7.4 基于地下水模型的潜水蒸发有效性调控情景分析123

7.5 本章小结124

第八章 结语126

8.1 主要结论126

8.2 特点与创新成果127

8.3 展望127

参考文献129

附录1 基于VBA的Arcobjects编程估算区域潜水蒸发量操作过程图137

附录2 基于VBA的Arcobjects编程估算区域潜水蒸发量程序代码145