1.2 研究现状

1.2.1 国内研究现状

根据ET管理的新理念，从大空间尺度上的流域水资源宏观管理的角度出发，ET的概念也就从传统的狭义ET拓展到了广义ET，即流域/区域的真实耗水量，它既包括传统的自然ET，也包括人类的社会经济耗水量（可称之为人工ET），是参与水文循环全过程的所有水量的实际消耗^［1-4］。据此，广义ET包括以下三个组成部分：

（1）传统意义下的ET，即土壤、水面蒸发以及植被蒸腾。

（2）人类社会在生活、生产中产生的水量蒸发。

（3）工农业生产时，固化在产品中且被运出本流域/区域的水量（称之为“虚拟水”，此部分水量对于本流域或区域而言属于净耗水量）。

目前，国内外有关蒸散发（ET）的研究比较多，从研究的空间尺度上来看，主要包括以下三个方面：在植株微观尺度上，主要集中于对植被吸收、散失水分的生理过程的研究^［5-8］；在农田中观尺度上，与植被的具体生长环境相结合，定量研究蒸发蒸腾^［9-12］；在区域/流域宏观尺度上，利用分布式水文模拟和遥感反演两种方式来研究大空间尺度范围内的蒸发蒸腾^［13-15］。其中，农田中观尺度和区域/流域宏观尺度上的ET的定量研究是实现区域/流域水资源需求侧ET管理的技术支撑。

在农田中观尺度上，近年来国内外学者依据微观植被蒸腾蒸发机理，结合农田微气候条件相继提出了非充分灌溉、调亏灌溉以及控制性根系交替灌溉等诸多农田节水灌溉方式^［16-18］，其实质是通过调节农田蒸发蒸腾的方式，实现在粮食不减产或少减产的前提下，减少水资源的供给量，提高水资源的利用效率。这也是大空间尺度上的ET管理的发端之处，为在生产实践中进行蒸发蒸腾量的调控做出了有益的探索，为进一步在流域/区域宏观尺度上研究蒸发蒸腾量的调控措施奠定了基础。

综上所述，分布式水文模型和遥感技术是目前计算大空间尺度上ET值的两种比较成熟的途径，是实施ET管理的基本技术手段。

ET管理的理念是世界银行的专家从2001—2005年实施的利用世界银行贷款发展节水灌溉项目中的“真实节水”的概念发展而来的。大空间尺度上的ET管理理念肇始于GEF海河流域水资源与水环境综合管理项目，其提出的背景是海河流域虽已实施多年的节水灌溉项目，但随着节水灌溉面积的扩大和渠系水利用系数的提高，地下水长期超采、入渤海水量大幅度减少、地面沉降、海水入侵等生态环境恶化问题仍未得到有效缓解^［19］。

在区域ET管理研究方面，胡明罡等认为ET是北京市农业用水最主要的消耗量，利用遥感技术监测ET值不仅可以制定合理的区域灌溉用水定额，提高地表水与地下水的监测与管理水平，还可以为政府部门进行流域水资源管理和区域水资源利用规划提供决策依据^［20］。梁薇等介绍了ET的基本概念和计算方法，并以馆陶县为例，计算了2002—2004年该县项目区的ET值，并利用ET值和年均地下水允许开采量对馆陶县的水资源进行水权分配以实现地下水的可持续利用^［21］。赵瑞霞等从海河流域面临的严峻水资源形式入手，把基于ET管理的以供定需的水资源配置方式应用于河北省临漳县，实现了区域水资源的可持续发展和利用^［22］。

王浩等依据水资源的特性，对土壤水资源进行了重新定义，并结合其动态转化关系，以消耗项——ET为基础，剖析了土壤水资源的消耗结构和效用，将区域土壤水资源的消耗效用分解为3部分：高效消耗（植被蒸腾消耗）、低效消耗（植被的部分棵间蒸发）和无效消耗（裸地和植被的部分棵间蒸发）。此外，还按照是否参与生产，又将高效消耗和低效消耗作为生产性消耗，无效消耗由于其参与水循环而被认为是非生产性消耗，并以黄河流域为例，采用WEP-L分布式水文模型，对土壤水资源的消耗效用进行了分析^［23］。

汤万龙等从宏观上探讨了一种基于ET的水资源管理模式，定性构建了基于ET的用水分配以及用水转换模型^［4］。王晓燕等以河北省馆陶县为例，通过计算馆陶县的ET值，利用ET技术进行水权分配，为馆陶县的水资源开发利用和保护提供了理论支持^［24］。蒋云钟等基于真实节水理念，提出了基于流域或区域ET指标的、以可消耗ET分配为核心的水资源合理配置技术框架。该框架以分布式水文模型、多目标分析模型、水资源配置模拟模型等组成的模型体系为支撑，包括了可消耗ET计算、可消耗ET分配和ET分配方案验证等技术流程，围绕ET指标进行水平衡分析与分配计算，并以南水北调中线工程实施后北京市水资源的合理配置问题为实例进行了应用研究^［25］。

殷会娟等认为基于ET的水权转让，内涵就是控制区域真实耗水量，保持水权转让前后区域的净耗水总量不变，转让方出让的水量必须是节约的净耗水量，接收方必须先采取措施降低高耗水ET^［26］。王晶等提出了基于ET技术降低蒸腾蒸发以实现节水的理念，并将其应用于河北省馆陶县，提高了水资源利用效率，推动了海河流域资源性缺水地区水资源的可持续利用^［27］。李京善等阐述了ET分类及其实用的确定方法，针对ET管理在农业用水规划和管理中的应用，详细介绍了其应用步骤，并以成安县为例，说明了ET管理在资源性缺水地区农田灌溉用水管理中的显著成效^［28］。

王浩等针对流域/区域水资源匮乏程度日益严重的情势，立足于水循环全过程，以水资源在其动态转化过程中的主要消耗——蒸发蒸腾（ET）为出发点，全面论述了在现代水资源管理中开展以ET管理为核心的水资源管理的必要性和可行性，并以黄河流域土壤水资源为研究实例，在采用WEP-L分布式物理水文模型对全流域水循环要素系统模拟的基础上，开展了黄河流域土壤水资源数量和消耗效用分析，结果表明，立足于区域/流域水循环过程，开展以“ET管理”为核心的水资源管理，不仅可以避免水资源的闲置而且也有利于从“真实”节水的角度提高水资源的利用效益，缓解区域/流域水资源的匮乏程度，是对传统水资源需求管理的有益补充^［29］。魏飒等2010建立了基于ET理念的水资源平衡关系，分析了项目区可利用水资源量及耗水量（及ET值），得出了不同水平年下的供需平衡结果，为缺水地区的水资源供需平衡提供了一种新的分析依据^［30］。

1.2.2 国外研究现状

Tang.Q.等基于网格的分布式生物水文模型DBHM（Distributed Biosphere Hydrological Model）建立了包含了生物模型SiB2和水文计算部分，进行水循环与能量交换过程的耦合模拟^［31-32］。Yang D和Verdin，K.L等建立了基于GIS平台的空间信息库和气象资料，这些是模型的基础数据，其中气象资料包括日降水量、日平均气温、日最高及最低气温、日平均风速、日相对湿度、日照时间以及日云量；空间信息库资料包括DEM（Digital Elevation Model）、河网水系、坡面生成、子流域划分、土壤类型、植被类型、土地利用类型^［33-34］。Pfafstetter，O建立了子流域编码的方法，此方法利用DEM生成的水流方向、水流长度、汇流累积量结果，划分子流域，并对其编号^［35］。模型中的土壤分类源于国际粮农组织和联合国教科文组织（FAO-UNESCO）的全球土壤分类。Siebert，S.对土壤湿度、饱和状态土壤张力及土壤孔隙度等土壤的物理参数进行了相应的分析和取值^［36］。Wiegand，C.L.对植被的分布和季节变化利用逐月的植物叶面积指数（Leaf Area Index，LAI）和光合作用有效辐射比（Fraction of Absorbed Photosynthetically Active Radiation，FPAR）来表示，细致地考虑了下垫面植被在大气-土壤之间物质能量循环中的作用^［37］。

根据对国内外研究现状的分析，可知研究主要集中在对实际ET的定量计算和利用上，而对于目标ET的定量研究较少。基于目标ET的水资源管理，是针对一定范围（区域）内的综合ET值与当地的可利用水资源量的对比关系，进行水资源分配或对ET进行控制的管理办法，可以有效地克服传统水资源管理模式的弊端。因此，开展对区域目标ET的确定及配置研究，是以“耗水”管理代替“取水”管理的重点和中心，也是要迫切解决的问题。