辽河流域蒸散演变规律及变化特征研究

信永达，程祥吉，王鸿赫

（1.松辽水利水电开发有限责任公司，吉林 长春 130021；2.水利部松辽水利委员会，吉林 长春 130021；3.水利部信息中心，北京 100053）

蒸散是水量平衡的关键因素，是水量来源的重要组成之一，在促进全球范围和区域水量平衡方面起到了决定性的作用，深刻影响着水资源量的时空分布。因此，正确地估算出蒸散量，对于整个流域的水资源综合开发利用有极大的作用。传统的蒸散量估算大多基于现场观测，难获得区域尺度的地表蒸散量。遥感技术可以弥补传统方法的不足，为研究区域蒸散尺度提供新方法和新途径。

1 研究区域及方法

辽河是中国七大江河之一，为东西宽、南北窄的树枝状水系，辽河流域可细划为东辽河流域、西辽河流域、辽河中游流域和太子河流域。

选择2000—2020年（8月）MOD16A 蒸散(ET)生长季的遥感数据进行研究，采用MRT 工具对影像数据进行拼接、投影、提取波段及重采样等处理，投影格式变为WGS84，将HDF 图像输出为Geotiff 格式。采用ArcGIS10.2 去除数据中的无效值，根据辽河流域的矢量边界裁剪出研究区的蒸散数据。最后，采用最小二乘法计算年、季地表蒸散量，并基于网格分析蒸散量的变化趋势。

2 辽河流域地表蒸散变异规律

由于每年受地表的太阳辐射、温度、降水情况不同的影响，ET在时间分布上的起伏波动范围较小，在6.83～7.90 mm/d 之间，辽河流域2000—2020年8月日平均蒸散量情况见图1。由图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年分别为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。辽河流域蒸散量的离散度为0.35，回归方程：

图1 辽河流域2000—2020年8月日平均ET 值

式中：x为因变量，即研究期内第x年；y为第x年对应的蒸散量。

3 各区段地表蒸散分布特征及规律

3.1 西辽河流域

西辽河流域2000—2020年8月日平均蒸散量情况见图2。受地表的降水、温度情况的影响，该区域ET的起伏波动范围在5.95～7.11 mm/d 之间，近20年平均蒸散量为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月日平均蒸散值的变化幅度并不大，在6.30～6.80 mm/d 之间上下浮动。其回归方程：

图2 西辽河流域2000—2020年8月日平均ET 值

3.2 东辽河流域

东辽河流域2000—2020年8月日平均蒸散量情况见图3，该区域ET的起伏波动范围在5.55～6.70 mm/d，近20年平均蒸散量为6.20 mm/d。2000，2010，2018年的蒸散量明显低于其他年份；2012，2016年高于其他年份。东辽河蒸散值的波动幅度较大，出现震荡的年份较多。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。其回归方程：

图3 东辽河流域2000—2020年8月日平均ET 值

3.3 辽河中游流域

辽河中游流域2000—2020年8月日平均蒸散量情况见图4。该区域ET的起伏波动范围为6.03～7.49 mm/d，近20年平均蒸散量为6.77 mm/d。2000和2006年的蒸散量明显低于其他年份；2013，2015—2017，2020年高于其他年份。辽河中游流域的蒸散变化幅度较东辽河更加剧烈，虽然震荡的年份没有东辽河多，但幅度较大。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。回归方程：

图4 辽河中游流域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月日平均蒸散量情况见图5。该区域ET的起伏波动范围为6.42～7.64 mm/d，近20年平均蒸散量为7.16 mm/d。太子河流域蒸散震荡幅度虽然不是最大的，但是起伏变化较为剧烈。2002，2005，2014年的蒸散量明显低于其他年份；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。回归方程：

图5 太子河流域2000—2020年8月日平均ET 值

4 结语

综合上述分析研究可以得出，辽河流域近20年生长季代表月的地表蒸散多年日平均值为7.10±0.90 mm，相对变化较为显著，在研究期间总体呈现出上升趋势。流域蒸散量在空间异质性明显，总体呈现南高北低、西高东低的分布格局。太子河流域近20年生长季代表月的平均蒸散量最大，辽河中游流域次之，西辽河流域再次之，东辽河流域最少。在研究期内，各流域段的地表蒸散都呈上升趋势，其中，中下游上升增速略高于东西流域段，增速最快是太子河流域，与辽河总流域的地表蒸散趋势相同。研究结果反映了辽河流域地表蒸散近20年的时空变化特征，可为流域的水资源规划、调度配置及生态保护等方面提供坚实基础。