3.2 目标ET的分类计算方法

按照目标ET的分类指标体系，区域目标ET可以区分为不可控ET和可控ET。不可控部分的分项ET，包括雨养耕地、水域、未利用土地、林地、草地ET，可控部分的灌溉耕地ET可利用分布式水文模型或遥感反演模型来计算。居工地ET包括两部分，一部分为天然降水ET，一部分为人工补水ET。

居工地的天然降水ET，可以通过降水总量乘以（1-r-σ）得到，其中r为该区域居工地的平均径流系数，σ为天然降水回补地下水的比例系数（即回补系数）。

居工地的人工补水ET，先利用分行业定额法计算居工地的用水总量，再通过耗水率法计算得到。

区域目标ET的初值就等于上述各个分项ET之和，计算公式为

其中

式中 ET_i——第i种作物的ET；

A_i——第i种作物的种植面积，由该区域的种植结构确定；

ET_JN——居工地天然降水ET；

P——天然降水量；

r——该区域居工地的平均径流系数；

σ——天然降水回补地下水比例系数（回补系数）；

ET_JH——居工地人工补水ET；

W_j——第j行业的用水定额；

B_j——第j行业的用水户数（或生产规模）；

C_j——第j行业的耗水率，C_i与通常意义下的“耗水系数=（1-排水量/取水量）”不同，它综合考虑了工业生活排水回补地下水、工业生产中固化在产品中的“真实水”等因素，因此这里的耗水率的确定比较复杂，也是目标ET计算的难点之一。

ET_P、ET_W、ET_U、ET_F、ET_C为雨养耕地ET、水域ET、未利用土地ET、林地ET、草地ET，可利用分布式水文模型计算，遥感监测模型校核计算结果。

3.2.1 不可控ET的计算

雨养耕地ET、水生ET、天然植被ET和未利用土地ET，人类对它们的调控很小，对于以耕地为主的区域来说，这些分项ET的总和在总ET中所占的比重不大，所以计算这些土地利用类型的目标ET时，可以利用分布式水文模型和现状下垫面条件，以相同水平年的历史典型降水作为输入，进行区域的水循环过程模拟，统计得到各种不同土地利用类型的ET。

分布式水文模型的参数在空间上考虑了不同的土地利用类型和下垫面条件，根据各种作物在不同灌溉方式下的灌溉定额以及各计算单元内同一种土地利用类型所占的比重，模型可以计算出各单元内该土地利用类型的分项ET，以各单元分项ET为基础可统计得到区域的非居工地分项ET。通过分布式水文模型计算得到的ET可以利用相同水平年的历史遥感ET进行校验，并适当调整，以减少ET的计算误差。具体计算时分布式水文模型可以选择SWAT模型、WEP（Water and Energy transfer Process）模型或EasyDHM（Easy Distributed Hydrological Model）模型等，遥感监测模型可以选择ETWatch模型或SEBAL（Surface Energy Balance Algorithm for Land）模型等。

3.2.2 耕地ET的计算

灌溉耕地蒸散发量的计算采用土壤墒情模型。灌溉耕地上的ET垂直方向上可分为截留蒸发、植被蒸腾和棵间土壤蒸发。采用作物蒸散发模型可用式（3.4）计算出单一作物的ET_i，目标ET计算和调整时采用不同的种植结构，利用式（3.5）可得到不同的灌溉耕地的蒸散发量。

式中 E_i——植被截留蒸发（来自湿润叶面）；

E _{tr， i} ——植被蒸腾（来自干燥叶面）；

E _{ke， i} ——棵间土壤蒸腾。

植被蒸腾采用Penman-Monteith公式计算。1998年国际粮农组织（FAO）推荐的Penman-Monteith公式^［43］既考虑了作物的生理特征，又考虑了空气动力学参数的变化，其具体形式如下：

式中 ET₀——参考作物腾发量，mm/d；

Δ——饱和水汽压-温度曲线上的斜率，kPa/℃；

R_n——植物冠层表面净辐射，MJ/（m²·d）；

G——土壤热通量，MJ/（m²·d），逐日计算G=0；

γ——湿度计常数，kPa/℃；

u ₂——2m高处的风速，m/s；

e_s、e_a——饱和水汽压和实际水汽压，kPa；

T——日平均气温，℃。

采用式（3.5）计算逐日ET₀时所使用的数据包括测站的高程、纬度、风速测量高度、日最高气温、日最低气温、日平均气温、日平均风速、日平均相对湿度和日照时数等。

3.2.3 居工地ET的计算

（1）生活ET。生活ET采用定额法和耗水系数法，即通过制定合理的人均日用水量，结合耗水系数和人口总数来计算生活ET。生活需水分城镇居民和农村居民两类。计算公式如下：

式中 k——计算单元编号；

m——用户分类序号，例如，可令m=1为城镇，m=2为农村；

ET_Lk，m——第k个计算单元的第m类用户的生活ET，万m³；

Po_k，m——第k个计算单元的第m类用户的用水人口，万人；

w_{k ， m} ——第k个计算单元的第m类用户生活用水定额，L/（人·日）；

k_{k ， m} ——第k个计算单元的第m类用户生活耗水率，城镇生活耗水率一般为30%，农村生活耗水率一般为90%。

（2）工业ET。工业ET采用定额法和耗水系数法计算：

式中 ET_Gk——第k个计算单元的工业ET，万m³；

j——工业行业数；

SeV_k，j——第k个计算单元的第j个工业行业的增加值，万元；

w_{k ， j} ——第k个计算单元的第j个工业行业的用水定额，m³/万元；

k_{k ， j} ——第k个计算单元的第j个工业行业的耗水率。

（3）第三产业ET。第三产业ET的计算方法同工业ET的计算方法：

式中 ET_Sk——第k个计算单元的三产ET，万m³；

p——三产行业数；

SeV_k，p——第k个计算单元第p个三产行业的增加值，万元；

w_{k ， p} ——第k个计算单元第p个三产行业的用水定额，m³/万元；

k_{k ， p} ——第k个计算单元第p个三产行业的耗水率。

（4）城镇生态ET。城镇生态ET包括降水直接补给和人工补给两部分，采用径流系数法和补水定额法计算城镇生态ET：

式中 ET_Ek——第k个计算单元的城镇生态ET，万m³；

P _{J k} ——第k个计算单元居工地上的降水量，万m³；

r _{J k} ——第k个计算单元居工地上的平均径流系数；

A _{E k} ——第k个计算单元居工地上的需要人工补水的城镇绿地面积，km²；

h _{E k} ——第k个计算单元居工地上城镇绿地的补水定额，mm。

3.2.4 综合ET的计算

计算单元上的ET的聚合采用下式计算：

上二式中 ET_Zk——第k个计算单元的综合ET；

ET_Nk——第k个计算单元的天然ET；

ET_Ik——第k个计算单元的灌溉耕地ET；

ET_Jk——第k个计算单元的居工地ET；

ET_Lk——第k个计算单元的生活ET；

ET_Gk——第k个计算单元的工业ET；

ET_Sk——第k个计算单元的第三产业ET；

ET_Ek——第k个计算单元的城镇生态ET。

用所有计算单元的ET进行聚合，可求得整个区域的综合ET_Z：