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水 利 学 报

2021 年 9 月 SHUILI XUEBAO 第 52 卷 第 9 期

文章编号：0559-9350（2021）09-1126-10

基于多源遥感数据和水量平衡原理的灌溉用水量分析

卢诗卉，赵红莉，蒋云钟，郝 震，张象明，陈根发
（中国水利水电科学研究院，北京 100038）

摘要：农业灌溉水量估算和区域农业用水的校核是用水统计、监管的难点。现行基于典型调查和定额推算的方法
依赖统计人员经验，易受人为因素干扰，准确性难以控制；采用基于水量平衡的灌溉用水推算方法时，区域蓄水
变量和耗水量等要素仅依靠传统地面监测条件难以获取。遥感技术能够解决水量平衡方程中区域蓄水变量和蒸散
发的估算问题，可以提高水量平衡方法在计算灌溉用水中应用的可行性，但大多数遥感产品存在区域适用性和精
度的问题，需要将多种产品结合，通过相互校验和组合控制误差；此外，遥感产品与水量平衡要素之间还存在一
定程度的概念差异，需要进行匹配与转换。本文构建了一种基于多源遥感数据和水量平衡原理的灌溉用水分析方
法，利用区域水量平衡方程检验多源遥感数据的一致性和可靠性，建立遥感数据与水量平衡要素的对应关系，选
取合理的区域蒸散发数据，再利用田间水量平衡将总蒸散发分解为降水蒸散发和灌溉蒸散发，推算得到灌溉耗水
量和灌溉用水量的合理范围。应用本文提出的方法进行山东省济南市 2012—2015 年灌溉用水分析，并与济南市
水资源公报统计的农业用水进行对比，结果表明：在降水量接近多年平均的 2012、2013、2015 年，二者结果较
为接近；在干旱的 2014 年，本文的分析结果与公报结果相差较大。结合同期农田作物长势、区域地下水位变化
分析，认为该年份存在较大的灌溉用水，本文结果比较合理。本文方法可为校核区域灌溉用水统计数据的合理性
提供技术支撑。
关键词：重力卫星；遥感蒸散发；水量平衡；灌溉用水量；耗水量
中图分类号：X522 文献标识码：A doi：10.13243/j.cnki.slxb.20210275

1 研究背景

随着经济社会发展、人口增长， 水资源需求快速增加， 水资源短缺问题日益严重 ［1-2］ 。农业用水
［3］
占我国用水总量的 60%以上 ，灌溉用水占农业用水的 90%以上。灌溉用水的精确估算对总用水量统
计的准确性有着重要的影响，也对支撑水资源精细化管理有重要的意义。但农业用水分布广泛且分
散，计量难度相对工业和生活用水较大，区域农业用水总量估算受数据条件限制，较多依靠人工经
验，存在较大的不确定性，亟需结合新数据条件研究改善。
现行的灌溉用水估算方法大体分为两类，一是典型调查和定额推演法，二是水量平衡推算法。
［4］
前者主要根据灌溉定额与实灌面积数据进行估算 。灌溉定额的确定首先要进行典型调查，然后进行
定额推演，根据《灌溉用水定额编制导则》（GB/T 29404—2012）要求确定省级分区、典型县和水文年
型，收集有关数据，整理分析资料，合理调整并确定省级分区主要作物灌溉用水定额。在灌溉定额
［5］
的确定上，总体存在农业用水计量设施不完善、复杂灌区统计难度大等问题 。此外，灌溉用水定额
是一个动态指标，但在农业灌溉用水推算的实际工作中，很难按照水文气象变化、田间水分状况及
［6］
作物长势等进行动态调整，导致该方法不能准确计算农业灌溉用水量 。

收稿日期：2021-03-22；网络首发时间：2021-08-30
网络首发地址：http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.1882.TV.20210828.2245.001.html
基金项目：国家重点研发计划项目（2018YFC047705）；中国水利水电科学研究院科研专项（WR0145B012017，WR0145B272016）
作者简介：卢诗卉（1995-），硕士生，主要从事水文与水资源研究。E-mail：624591744@qq.com
通讯作者：赵红莉（1973-），教授级高级工程师，主要从事水文水资源及水资源信息化研究。E-mail：Zhaohl@iwhr.com
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