Page 127 - 2021年第52卷第9期

0
1.4
100
1.2 200
月降水量 NDVI 300
1.0 400
NDVI 0.8 500 月降水量/mm
0.6 600
700
0.4
800
0.2 900
1000
0.0
2012/1 2012/7 2013/1 2013/7 2014/1 2014/7 2015/1 2015/7 2016/1
日期 （月份）
图 6 研究区 NDVI 与降水时间序列统计结果
持了一致。从支撑作物生长和蒸散发的水源上考虑，在 2014 年应该存在较多的灌溉补水。
（3）区域水蓄变量年际差异分析。利用重力卫星的陆地水储量数据辅助分析区域蓄水量变化。由
图 2 和表 2 第 6 列可见，2014 年陆地水储量存在明显减少，且剧烈下降发生在春灌期间。结合降水量
和作物长势的对比分析，可认为 2014 年消耗了较多的蓄水量为作物生长提供灌溉。
综上，干旱的 2014 年应存在较大的灌溉水量，本文分析得到的 14.59 亿 m 灌溉耗水量，与降水
3
量、蓄变量、作物长势等指标的年际相对性更为匹配，2014 年灌溉水量远大于 2012、2013、2015 年
应是更接近实际情况的结果。

5 结论与展望

本文以多源遥感、水文水资源地面观测和统计数据为基础，构建基于区域水量平衡和田间水量
平衡联合的灌溉水量推算方法，梳理了遥感监测数据与水量平衡要素的对应关系，构建基于区域水
量平衡方程对多源遥感数据进行比选、组合的方法，获取满足区域水量平衡约束的蒸散发空间分
布，再通过田间水量平衡方程对农田总蒸散发进行分解，得到灌溉耗水或用水量的合理范围，使水
量平衡方法用于区域灌溉水量分析的可操作性明显增强。
通过收集济南市 2012—2015 年相关数据，应用本文方法进行了灌溉水量分析。结果表明，济南
市在 2012—2015 年降水有明显的年际差异，2014 年干旱，区域蓄水量明显减少。通过水量平衡分析
推算出 2012—2015 年济南市的灌溉水量分别为 12.03 亿、11.20 亿、17.71 亿、10.88 亿 m 。这 4 年济南
3
市水资源公报统计的灌溉用水量分别为 8.73 亿、8.18 亿、8.23 亿、7.26 亿 m ，整体呈下降趋势，未体
3
现出 2014 年干旱对农业灌溉的影响。总体上，本文推算的结果在 2012、2013、2015 年均表现出与公
报数据的一致性，2014 年二者存在差异，经分析认为，本文结果更为合理。
研究发现：引入多源遥感数据构建区域和田间两级水量平衡方程，推算区域灌溉水量，具有以
下优点：（1）重力卫星陆地水储量变化监测和遥感蒸散发监测数据为区域水量平衡方程的构建提供
了新的数据源，如果遥感数据及反演模型具备足够的分辨率和精度，有望解决水量平衡方程中蓄
变量和农业耗水量获取的难题，提高定量推算灌溉水量的可操作性；（2）利用区域水量平衡方程约
束遥感数据的误差，在一定程度上保证了利用田间水量平衡推算灌溉水量的合理性；（3）由于遥感
数据本身具有的空间分布特征，本文方法在推算得灌溉水量总数的同时，还可输出灌溉用水的空
间分布。
引入卫星遥感数据后，基于水量平衡的灌溉用水推算方法虽然得到一些改进，但也还存在一些
有待完善的问题：（1）虽然有了区域蓄变量和农田耗水量的遥感监测数据，但灌溉水量的推算还需要
以区域出入境水量、工业和生活用耗水等数据具有较高的统计精度为假设前提，依赖于水量平衡方
程中其他要素准确获取，实际上某些区域的出入境水量，尤其是地下水出入境量还难以准确获取；
（2）无论是基于重力卫星的陆地水储量数据，还是遥感蒸散发数据，都还存在着空间时空分辨率不高

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