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產水系數計演算法

發布時間:2024-10-27 14:14:36

『壹』 生態系統服務功能模塊之水源涵養計算

水源涵養的定義:生態系統通過其結構和過程攔截滯蓄降水,增強土壤下滲,涵養土壤水分和補充地下水,調節河川流量,增加可利用水資源量的功能。

水源涵養量的計算公式為:WR = V * K * Y * T1

其中:WR為水源涵養量(mm);V為流速系數;K為土壤飽和導水率;Y為產水量;T1為地形指數。

要計算水源涵養量,需要確定V、K、Y、T1,以下是對它們如何確定的說明。

流速系數V:視植被類型而定,根據文獻,水田、水體、建設用地取2012,林地、草地、岩石及裸地分別取200、500、1500。

土壤飽和導水率K:K = C1 + C2,C1、C2分別為土壤黏粒與砂粒含量(%)。土壤黏粒與砂粒含量通過下載土壤數據獲得。鏈接如下:鏈接

地形因子T1:T1 = a / b,a為單位等高線長度的上坡集水區面積,b為局部地段坡度。通過arcgis計算。

產水量Y:使用Invest模型計算,需要收集的數據包括年降水量、蒸散發數據、植被根系限制層數據、土層內植被可用水量(PAWC)、土壤利用數據、植被生理系數表以及Z參數。數據收集和處理方式見下文。

年降水量:從中國1km解析度逐月降水量數據集下載,格式為nc,需轉化為mm。鏈接:鏈接

蒸散發數據:下載數據,單位需轉化為mm。鏈接:鏈接

植被根系限制層數據:可用基岩深度代替。

土層內植被可用水量(PAWC):通過世界土壤資料庫(HWSD)的中國土壤數據集獲取。公式為:PAWC = sand * (1 - OM) + sily * (1 - OM) + clay * (1 - OM) + OM * 0.5,其中sand、sily、clay、OM分別表示土壤砂粒、粉粒、黏粒、有機質的含量,單位為%,OM為土壤有機質含量。

土壤利用數據:通過GEE下載。

植被生理系數表:LULC生物物理參數表。所有LULC柵格中的值都必須在該表中有相應的條目。欄位包括lucode、lulc_veg、root_depth、kc。

Z參數:通過研究區的水資源公報調整。下載研究區的政府網站水資源公報,調整計算結果以保證產水系數接近於0.505。

研究區邊界文件:提供研究區邊界信息。

完成數據收集後,使用Invest模型計算出產水量,接下來按照公式WR = V * K * Y * T1,就可以得到水源涵養量。

至此,所有參數確定,水源涵養量的計算完成。感謝您的關注與支持,期待下次分享更多生態知識。加油,每個追求美好人生的人!

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