湖泊消落区二氧化碳释放量测定方法、装置、设备及介质

摘要

本发明公开了湖泊消落区二氧化碳释放量测定方法、装置、设备及介质，其中，该方法包括：构建土层温度与二氧化碳通量的映射关系；根据所获取的目标湖泊的基本空间信息和目标湖泊的水循环驱动信息确定目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度和目标湖泊消落区的区域信息；根据土层温度与二氧化碳通量的映射关系确定目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度对应的目标二氧化碳通量；根据目标湖泊消落区的区域信息和目标二氧化碳通量测定目标湖泊消落区二氧化碳释放量；本发明通过实际测量数据与关系模型相结合的方法完成了消落区二氧化碳释放量的测定，解决了由于消落区动态变化和实际地理环境恶劣导致的二氧化碳释放量测定难度大的问题。

权利要求

1.湖泊消落区二氧化碳释放量测定方法，其特征在于，包括：

接收目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度和各土层温度对应的二氧化碳通量，构建所述土层温度与所述二氧化碳通量的映射关系，所述目标湖泊消落区基础模拟单元为目标湖泊消落区域内不同植被和不同性质的土壤的组合；

获取目标湖泊的基本空间信息、目标湖泊的水循环驱动信息；

根据所述目标湖泊的基本空间信息、所述目标湖泊的水循环驱动信息确定所述目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度，以及根据所述目标湖泊的基本空间信息、所述目标湖泊的水循环驱动信息确定目标湖泊消落区的区域信息；

基于所述目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度，以及所述土层温度与所述二氧化碳通量的映射关系，确定所述目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度对应的目标二氧化碳通量；

根据所述目标湖泊消落区的区域信息和所述目标二氧化碳通量测定目标湖泊消落区二氧化碳释放量。

2.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述构建所述土层温度与所述二氧化碳通量的映射关系，包括：基于所述目标湖泊消落区基础模拟单元的所述土层温度和各土层温度对应的二氧化碳通量，建立与所述目标湖泊消落区基础模拟单元对应的所述土层温度与所述二氧化碳通量的回归模型，以所述回归模型描述所述土层温度与所述二氧化碳通量的映射关系。

3.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述目标湖泊的基本空间信息包括湖底高程信息，所述目标湖泊的水循环驱动信息包括气象信息、人工取用水信息，根据所述目标湖泊的基本空间信息、所述目标湖泊的水循环驱动信息确定所述目标湖泊消落区的区域信息，包括：将所述目标湖泊的基本空间信息和所述目标湖泊的水循环驱动信息输入至预构建的地下水数值模型中，将所述目标湖泊划分为至少两个湖泊单元；

根据所述气象信息、所述人工取用水信息确定目标湖泊对应的湖泊水位；

以所述目标湖泊为中心，根据所述湖泊水位、所述湖底高程信息确定所述目标湖泊消落区；

根据分布式水文模型将所述目标湖泊消落区划分为至少两个目标湖泊消落区基础模拟单元；

根据所有所述湖泊单元、所述目标湖泊消落区、所有所述目标湖泊消落区基础模拟单元，确定所述目标湖泊消落区的区域信息。

4.根据权利要求3所述的测定方法，其特征在于，所述将所述目标湖泊的基本空间信息和所述目标湖泊的水循环驱动信息输入至预构建的地下水数值模型中，将所述目标湖泊划分为至少两个湖泊单元，包括：根据所述地下水数值模型对所述目标湖泊区域进行第一空间离散，得到至少两个所述湖泊单元。

5.根据权利要求3所述的测定方法，其特征在于，所述根据分布式水文模型将所述目标湖泊消落区划分为至少两个目标湖泊消落区基础模拟单元，包括：根据所述分布式水文模型对所述目标湖泊消落区进行第二空间离散，得到至少两个所述目标湖泊消落区基础模拟单元。

6.根据权利要求1‑5任一项所述的测定方法，其特征在于，所述目标湖泊消落区的区域信息包括：所述目标湖泊消落区单元数量、所述各目标湖泊消落区单元包含的基础模拟单元数量、各目标湖泊消落区单元包含的各基础模拟单元面积。

7.根据权利要求6所述的测定方法，其特征在于，所述根据所述目标湖泊消落区的区域信息和目标二氧化碳通量测定目标湖泊消落区二氧化碳释放量，包括：其中，W表示目标湖泊消落区二氧化碳释放量，N，M分别表示目标湖泊消落区单元数量和相应目标湖泊消落区单元包含的基础模拟单元数量，，分别表示目标湖泊消落区单元编号和相应目标湖泊消落区单元包含的基础模拟单元编号， 表示第 个目标湖泊消落区单元包含的第 个基础模拟单元的面积， 表示第 个目标湖泊消落区单元上包含的第 个基础模拟单元的二氧化碳通量。

8.湖泊消落区二氧化碳释放量测定装置，其特征在于，还包括：

模型构建模块，用于接收目标湖泊消落区各基础模拟单元的土层温度和各土层温度对应的二氧化碳通量，构建所述土层温度与所述二氧化碳通量的映射关系，所述目标湖泊消落区基础模拟单元为目标湖泊消落区域内不同植被和不同性质的土壤的组合；

信息获取模块，用于获取目标湖泊的基本空间信息、目标湖泊的水循环驱动信息；

第一确定模块，用于根据目标湖泊的基本空间信息、目标湖泊的水循环驱动信息确定所述目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度，以及根据所述目标湖泊的基本空间信息、所述目标湖泊的水循环驱动信息确定目标湖泊消落区的区域信息；

第二确定模块，用于基于所述目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度，以及所述土层温度与所述二氧化碳通量的映射关系，确定所述目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度对应的目标二氧化碳通量；

释放量测定模块，用于根据所述目标湖泊消落区的区域信息和所述目标二氧化碳通量测定目标湖泊消落区二氧化碳释放量。

9.一种计算机设备，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使所述处理器执行如权利要求1至7中任一项所述的测定方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时，实现如权利要求1至7中任一项所述的测定方法。

说明书

湖泊消落区二氧化碳释放量测定方法、装置、设备及介质

技术领域

[0001] 本发明涉及碳通量测定领域，具体涉及湖泊消落区二氧化碳释放量测定方法、装置、设备及介质。

背景技术

[0002] 受水文动力学和水管理的双重驱动，湖泊水位和水面面积不断变化，被水淹没的土地周期性出露于水面，这一区域被称为湖泊消落区。消落区对湖泊碳通量的测定产生了重要影响，主要表现在进行湖泊二氧化碳释放测定时必须考虑消落区的二氧化碳的释放。

[0003] 现有消落区二氧化碳释放量的确定方法主要基于野外实验的方式，常用的方法包括静态箱式法、动态箱式法、涡度相关法、空气动力法、能力平衡法、质量平衡法及碱液吸收法等。这些方法一方面没有考虑到湖泊消落区处于一个动态变化的过程中，导致湖泊消落区二氧化碳释放量的测定难度加大；另一方面没有考虑湖泊消落区季节性或周期性积水，给野外采集带来了困难，同时需要耗费大量的人力、物力、财力，也给湖泊消落区二氧化碳释放量测定带来很大困难。

发明内容

[0004] 因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中由于消落区动态变化和实际地理环境恶劣导致的二氧化碳释放量测定难度大的缺陷，从而提供了湖泊消落区二氧化碳释放量测定方法、装置、设备及介质。

[0005] 本发明提供的湖泊消落区二氧化碳释放量测定方法，包括：接收目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度和各土层温度对应的二氧化碳通量，构建土层温度与二氧化碳通量的映射关系，目标湖泊消落区基础模拟单元为目标湖泊消落区域内不同植被和不同性质的土壤的组合；获取目标湖泊的基本空间信息、目标湖泊的水循环驱动信息；根据目标湖泊的基本空间信息、目标湖泊的水循环驱动信息确定目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度，以及根据目标湖泊的基本空间信息、目标湖泊的水循环驱动信息确定目标湖泊消落区的区域信息；基于目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度，以及土层温度与二氧化碳通量的映射关系，确定目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度对应的目标二氧化碳通量；根据目标湖泊消落区的区域信息和目标二氧化碳通量测定目标湖泊消落区二氧化碳释放量。

[0006] 通过上述测定方法不仅节省了人力、物力、财力，而且避免了由于消落区动态变化和实际地理环境恶劣导致的困难，从而实现了湖泊消落区二氧化碳释放量的测定。

[0007] 可选地，构建土层温度与二氧化碳通量的映射关系，包括：基于目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度和各土层温度对应的二氧化碳通量，建立与目标湖泊消落区基础模拟单元对应的土层温度与二氧化碳通量的回归模型，以回归模型描述土层温度与二氧化碳通量的映射关系。

[0008] 通过采集湖泊消落区基础模拟单元的土层温度和土层温度对应的二氧化碳通量的实测数据构建映射关系，解决了后期测定过程中需要实地采集数据的困难，从而降低湖泊消落区二氧化碳释放量的测定难度，为整个测定过程提供了便利性。

[0009] 可选地，目标湖泊的基本空间信息包括湖底高程信息，目标湖泊的水循环驱动信息包括气象信息、人工取用水信息，根据目标湖泊的基本空间信息、目标湖泊的水循环驱动信息确定目标湖泊消落区的区域信息，包括：将目标湖泊的基本空间信息和目标湖泊的水循环驱动信息输入至预构建的地下水数值模型中，将目标湖泊划分为至少两个湖泊单元；根据气象信息、人工取用水信息确定目标湖泊对应的湖泊水位；以目标湖泊为中心，根据湖泊水位、湖底高程信息确定目标湖泊消落区；根据分布式水文模型将目标湖泊消落区划分为至少两个目标湖泊消落区基础模拟单元；根据所有湖泊单元、目标湖泊消落区、所有目标湖泊消落区基础模拟单元确定目标湖泊消落区的区域信息。

[0010] 通过目标湖泊消落区区域信息的确定，将目标湖泊消落区划分为许多单元，单元的划分提高了各单元上二氧化碳通量的精确性，从而使整个目标湖泊消落区二氧化碳释放量的测定结果更接近准确。

[0011] 可选地，将目标湖泊的基本空间信息和目标湖泊的水循环驱动信息输入至预构建的地下水数值模型中，将目标湖泊划分为至少两个湖泊单元，包括：根据地下水数值模型对目标湖泊区域进行第一空间离散，得到至少两个湖泊单元。

[0012] 通过对目标湖泊进行划分，便于确定目标湖泊区域消落区范围，从而得到消落区的最小划分单元即基础模拟单元，提高了测定结果的准确性。

[0013] 可选地，根据分布式水文模型将目标湖泊消落区划分为至少两个目标湖泊消落区基础模拟单元，包括：根据分布式水文模型对目标湖泊消落区进行第二空间离散，得到至少两个目标湖泊消落区基础模拟单元。

[0014] 通过得到目标湖泊消落区基础模拟单元，便于确定目标湖泊消落区各基础模拟单元对应的二氧化碳通量，从而确定整个目标湖泊消落区的二氧化碳释放量。

[0015] 可选地，目标湖泊消落区的区域信息包括目标湖泊消落区单元数量、各目标湖泊消落区单元包含的基础模拟单元数量、各目标湖泊消落区单元包含的各基础模拟单元面积。

[0016] 可选地，根据目标湖泊消落区的区域信息和目标二氧化碳通量测定目标湖泊消落区二氧化碳释放量，包括：

[0017]

[0018] 其中，W表示目标湖泊消落区二氧化碳释放量，N，M分别表示目标湖泊消落区单元数量和相应目标湖泊消落区单元包含的基础模拟单元数量，i，j分别表示目标湖泊消落区单元编号和相应目标湖泊消落区单元包含的基础模拟单元编号，A(i,j)表示第i 个目标湖泊消落区单元包含的第j 个基础模拟单元的面积，P(i,j)表示第i个目标湖泊消落区单元上包含的第j个基础模拟单元的二氧化碳通量。

[0019] 通过此计算方法，避免了测定过程中人工采集的难度，从而使测定过程更便捷。

[0020] 本发明提供的湖泊消落区二氧化碳释放量测定装置，包括：模型构建模块，用于接收目标湖泊消落区各基础模拟单元的土层温度和各土层温度对应的二氧化碳通量，构建土层温度与二氧化碳通量的映射关系，目标湖泊消落区基础模拟单元为目标湖泊消落区域内不同植被和不同性质的土壤的组合；信息获取模块，用于获取目标湖泊的基本空间信息、目标湖泊的水循环驱动信息；第一确定模块，用于根据目标湖泊的基本空间信息、目标湖泊的水循环驱动信息确定目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度，以及根据目标湖泊的基本空间信息、目标湖泊的水循环驱动信息确定目标湖泊消落区的区域信息；第二确定模块，用于基于目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度，以及土层温度与二氧化碳通量的映射关系，确定目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度对应的目标二氧化碳通量；释放量测定模块，用于根据目标湖泊消落区的区域信息和目标二氧化碳通量测定目标湖泊消落区二氧化碳释放量。

[0021] 本发明提供的一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器用于存储计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使处理器执行如本发明任一发明内容中的测定方法。

[0022] 本发明提供的一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质用于存储计算机指令，当计算机指令被处理器执行时，实现如本发明任一发明内容中的测定方法。

附图说明

[0023] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0024] 图1为本发明实施例提供的湖泊消落区二氧化碳释放量测定方法的流程图。

[0025] 图2为本发明实施例提供的湖泊消落区二氧化碳释放量测定实例流程图。

[0026] 图3为本发明实施例提供的湖泊区域地下水数值模拟模型空间离散效果图。

[0027] 图4为本发明实施例提供的目标湖泊消落区单元与目标湖泊消落区基础模拟单元空间嵌套示意图。

[0028] 图5为本发明实施例提供的装置连接图。

[0029] 图6为本发明实施例提供的计算机设备示意图。

具体实施方式

[0030] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0031] 本实施例提供了湖泊消落区二氧化碳释放量测定方法，如图1，该方法包括如下步骤：

[0032] 步骤S1：接收目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度和各土层温度对应的二氧化碳通量，构建土层温度与二氧化碳通量的映射关系，目标湖泊消落区基础模拟单元为目标湖泊消落区域内不同植被和不同性质的土壤的组合。

[0033] 具体的，目标湖泊消落区各土层温度对应的二氧化碳通量是通过野外实验方法获得，野外实验方法可以为静态箱式法、动态箱式法、涡度相关法、空气动力法、动态气室法等，本发明实施例采用的实验方法是动态气室法，采集目标湖泊消落区各基础模拟单元上的多组原样土柱，该原样土柱是在目标湖泊消落区各基础模拟单元的不同温度环境下采集得到的，所以在一个目标湖泊消落区基础模拟单元上会有多组土层温度和各土层温度对应的二氧化碳通量的数据，根据所得到的多组土层温度和各土层温度对应的二氧化碳通量数据建立对应的映射关系。

[0034] 步骤S2：获取目标湖泊的基本空间信息、目标湖泊的水循环驱动信息。

[0035] 步骤S3：根据目标湖泊的基本空间信息、目标湖泊的水循环驱动信息确定目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度，以及根据目标湖泊的基本空间信息、目标湖泊的水循环驱动信息确定目标湖泊消落区的区域信息。

[0036] 具体的，将目标湖泊的基本空间信息、目标湖泊的水循环驱动信息输入至地表水‑地下水耦合模拟模型中，得到目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度以及目标湖泊消落区的区域信息；其中，地表水‑地下水耦合模拟模型是由分布式水文模型和地下水数值模型耦合得到；根据实际获取的目标湖泊的基本空间信息和目标湖泊的人工取用水信息确定目标湖泊消落区的每一个基础模拟单元各自的土层温度即目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度。

[0037] 步骤S4：基于目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度，以及土层温度与二氧化碳通量的映射关系，确定目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度对应的目标二氧化碳通量。

[0038] 步骤S5：根据目标湖泊消落区的区域信息和目标二氧化碳通量测定目标湖泊消落区二氧化碳释放量。

[0039] 具体的，首先确定各目标湖泊消落区单元上二氧化碳的释放量，再根据各目标湖泊消落区单元二氧化碳释放量计算整个湖泊消落区二氧化碳释放量。

[0040] 上述湖泊消落区二氧化碳释放量测定方法，测定实例流程图如图2所示，通过目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度以及各土层温度对应的二氧化碳释放通量的映射关系、目标湖泊的基本空间信息和目标湖泊的水循环驱动信息、目标湖泊消落区的区域信息测定目标湖泊消落区二氧化碳的释放量，不仅节省了人力、物力、财力，而且避免了由于消落区动态变化和实际地理环境恶劣导致的困难，从而实现了湖泊消落区二氧化碳释放量的测定。

[0041] 优选地，步骤S1中，构建土层温度与二氧化碳通量的映射关系，包括：基于目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度和各土层温度对应的二氧化碳通量，建立与目标湖泊消落区基础模拟单元对应的土层温度与二氧化碳通量的回归模型，以回归模型描述土层温度与二氧化碳通量的映射关系。

[0042] 示例性地，土层温度以及二氧化碳通量通过动态气室法获得，可以在采集的原样土柱中或者实际的目标湖泊消落区采用土壤温度测量仪直接测量得到土层温度，利用红外气体分析仪测量对应土层温度下二氧化碳浓度变化量，根据二氧化碳浓度变化量计算二氧化碳排放通量；根据不同植被类型和不同性质的土壤的组合分别构建各组合下土层温度和二氧化碳通量的回归模型，该回归模型用来描述土层温度与二氧化碳通量间的映射关系。

[0043] 通过采集目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度和土层温度对应的二氧化碳通量的实测数据构建映射关系，解决了后期测定过程中需要实地采集数据的困难，从而降低湖泊消落区二氧化碳释放量的测定难度，为整个测定过程提供了便利性。

[0044] 优选地，步骤S3中，目标湖泊的基本空间信息包括湖底高程信息，目标湖泊的水循环驱动信息包括气象信息、人工取用水信息，根据目标湖泊的基本空间信息、目标湖泊的水循环驱动信息确定目标湖泊消落区的区域信息，包括：将目标湖泊的基本空间信息和目标湖泊的水循环驱动信息输入至预构建的地下水数值模型中，将目标湖泊划分为至少两个湖泊单元；根据气象信息、人工取用水信息确定目标湖泊对应的湖泊水位；以目标湖泊为中心，根据湖泊水位、湖底高程信息确定目标湖泊消落区；根据分布式水文模型将目标湖泊消落区划分为至少两个目标湖泊消落区基础模拟单元；根据所有湖泊单元、所有目标湖泊消落区、目标湖泊消落区基础模拟单元确定目标湖泊消落区的区域信息。

[0045] 示例性地，目标湖泊的基本空间信息包括：湖底高程信息，土地利用信息和土壤信息，目标湖泊的水循环驱动信息包括：气象信息和人工取用水信息；将湖底高程信息，土地利用信息，土壤信息，气象信息和人工取用水信息输入至地表水‑地下水耦合模拟模型中，首先将目标湖泊的基本空间信息和目标湖泊的水循环驱动信息输入至预构建的地下水数值模型中，利用地下水数值模型对目标湖泊进行划分，得到至少两个湖泊单元，其中上述地下水数值模型是结合单元中心法和有限差分法的数值模拟模型；其次，利用气象信息、人工取用水信息确定湖泊水位，并将湖泊水位与湖底高程信息进行比较，将湖底高程高于湖泊水位的区域确定为目标湖泊的消落区域即目标湖泊消落区；再次，将目标湖泊消落区覆盖的湖泊单元确定为目标湖泊消落区单元；根据目标湖泊消落区覆盖的湖泊单元数量得到目标湖泊消落区单元数量；最后在此基础上，利用分布式水文模型对目标湖泊消落区进行划分，即根据目标湖泊消落区单元内不同植被和不同性质的土壤的组合，进一步将目标湖泊消落区单元划分成多个目标湖泊消落区基础模拟单元，从而得到各目标湖泊消落区单元包含的基础模拟单元数量，各目标湖泊消落区单元包含的各基础模拟单元的面积；划分后的效果如图4所示，在一个目标湖泊消落区单元中包含了5各基础模拟单元；目标湖泊消落区的区域信息包括目标湖泊消落区单元数量，各目标湖泊消落区单元包含的基础模拟单元数量，各目标湖泊消落区单元包含的各基础模拟单元的面积。

[0046] 示例性地，湖泊一方面通过降水、蒸发、上游河道汇入等过程与地表水循环过程产生紧密联系，另一方面也由于湖底渗漏和含水层渗出补给过程与地下水循环过程密不可分，因此地表‑地下水耦合模拟能够有效提高湖泊水循环过程的模拟精度，是准确模拟湖泊水面面积和消落区面积的基础。目标湖泊在地下水数值模型中的模拟和刻画方式如图3所示，图中空白矩形网格单元为湖泊单元。在湖泊的最大可能淹没面积范围内有消落区和积水区的概念，分别用目标湖泊消落区单元和目标湖泊积水区单元来表示。目标湖泊积水区是指湖泊已被淹没的区域（实际水面），目标湖泊消落区是指可能被淹没但尚未被淹没的区域。根据湖泊水位的具体模拟情况，积水区和消落区还可以发生此消彼长的动态变化。

[0047] 示例性地，湖泊水位确定过程为：

[0048]

[0049] 其中， 和 为当前时段和前一时段目标湖泊的水位(L)， 为当前的时间步3 3
长(T)， 为当前时段目标湖泊接受的降水量(L/T)， 为当前时段目标湖泊的蒸发量(L /
3
T)， 为当前时段目标湖泊的人工补水或抽排量(L/T)，正表示抽排，负表示补水， 为
3
当前时段与目标湖泊相连的上游河流流入湖泊的水量(L /T)， 为当前时段目标湖泊向
3 2
下游河流流出的水量(L/T)， 为前一时段目标湖泊水面面积（L）， 为时段内目标湖
3
泊与含水层之间的总渗流量(L /T)，正表示湖泊向含水层净排泄，负表示含水层向湖泊净排泄。

[0050] 通过目标湖泊消落区区域信息的确定，将目标湖泊消落区划分为许多单元，单元的划分提高了各单元上二氧化碳通量的精确性，从而使整个目标湖泊消落区二氧化碳释放量的测定结果更接近准确。

[0051] 步骤S3中，根据目标湖泊的基本空间信息和目标湖泊的水循环驱动信息确定目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度：具体的，目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度确定过程为：

[0052]

[0053] 其中， 表示土层深度； 表示时段序数； 表示前一个时段土壤深度为 处的土壤温度；表示延迟因子，取值0‑1，控制前一时段土温对目前时段的影响程度； 表示年平均气温，气温是分布式水文模型的输入数据，故年均气温可以由输入数据直接统计计算得到； 表示深度对土壤温度的影响因子； 表示土壤表层温度。

[0054] 示例性地，上式中，其土壤表层温度的确定方法为：

[0055]

[0056] 其中， 表示前一时段第一层土壤的温度； 表示地表覆被对土表温度的影响因子，对于裸土的值为0，当地表覆盖增加时，逐渐接近1； 表示当前计算时段的平均气温； 表示当前计算时段的最高气温； 表示当前计算时段的最低气温，表示辐射项，与当前时段到达地表的太阳辐射量和短波反射率有关。

[0057] 上式中，深度对土壤温度的影响因子确定方法为：

[0058]

[0059] 其中， 表示土层的中心深度与土温变化截止深度的比值，土温变化截止深度与土壤容重和土壤剖面含水量的函数有关。

[0060] 通过将目标湖泊区域基本空间信息和水循环驱动信息输入至地表水‑地下水耦合模拟模型中得到目标湖泊区域消落区基础模拟单元土层温度，减少了资源的浪费，降低了原本实地采集的难度。

[0061] 优选地，步骤S3中，将目标湖泊的基本空间信息和目标湖泊的水循环驱动信息输入至预构建的地下水数值模型中，将目标湖泊划分为至少两个湖泊单元，包括：根据地下水数值模型对目标湖泊区域进行第一空间离散，得到至少两个湖泊单元。

[0062] 示例性地，将目标湖泊的基本空间信息和目标湖泊的水循环驱动信息输入至地表水‑地下水耦合模拟模型中，地下水数值模拟模型基于目标湖泊的基本空间信息，将对目标湖泊进行第一空间离散，得到湖泊单元，第一空间离散的离散方式为将目标湖泊区域离散为至少两个的矩形网格单元，故上述湖泊单元即为矩形网格单元，第一空间离散仅为与第二空间离散进行区分，第一，第二无任何实际意义。

[0063] 通过对目标湖泊进行划分，便于确定目标湖泊区域消落区范围，从而得到消落区的最小划分单元即基础模拟单元，提高了测定结果的准确性。

[0064] 优选地，步骤S3中，根据分布式水文模型将目标湖泊消落区划分为至少两个目标湖泊消落区基础模拟单元，包括：根据分布式水文模型对目标湖泊消落区进行第二空间离散，得到至少两个目标湖泊消落区基础模拟单元。

[0065] 示例性地，将目标湖泊的基本空间信息和目标湖泊的水循环驱动信息输入至地表水‑地下水耦合模拟模型中，分布式水文模型基于目标湖泊的基本空间信息，将目标湖泊消落区进行第二空间离散，得到目标湖泊消落区基础模拟单元；第二空间离散的离散方式为将目标湖泊消落区离散为基础模拟单元（DHU），基础模拟单元（DHU）是指特定下垫面（不同植被覆盖类型）和不同性质的土壤的集合体，其物理原型是土壤饱和‑非饱和带及其上的土地覆被。

[0066] 优选地，步骤S3中，目标湖泊消落区的区域信息包括目标湖泊消落区单元数量、各目标湖泊消落区单元包含的基础模拟单元数量、各目标湖泊消落区单元包含的各基础模拟单元面积。

[0067] 通过得到目标湖泊消落区基础模拟单元，便于确定目标湖泊消落区各基础模拟单元对应的二氧化碳通量，从而确定整个目标湖泊消落区的二氧化碳释放量。

[0068] 优选地，根据目标湖泊消落区的区域信息和目标二氧化碳通量测定目标湖泊消落区二氧化碳释放量，包括：

[0069]

[0070] 其中，W表示目标湖泊消落区二氧化碳释放量，N，M分别表示目标湖泊消落区单元数量和相应目标湖泊消落区单元包含的基础模拟单元数量，，分别表示目标湖泊消落区单元编号和相应目标湖泊消落区单元包含的基础模拟单元编号， 表示第 个目标湖泊消落区单元包含的第 个基础模拟单元的面积， 表示第 个目标湖泊消落区单元上包含的第 个基础模拟单元的二氧化碳通量。

[0071] 本实施例提供的湖泊消落区二氧化碳释放量测定装置，如图5所示，包括：模型构建模块51，信息获取模块52，第一确定模块53，第二确定模块54，释放量测定模块55，其中：

[0072] 模型构建模块51，用于接收目标湖泊消落区各基础模拟单元的土层温度和各土层温度对应的二氧化碳通量，构建土层温度与二氧化碳通量的映射关系，目标湖泊消落区基础模拟单元为目标湖泊消落区域内不同植被和不同性质的土壤的组合，具体的，目标湖泊消落区各土层温度对应的二氧化碳通量是通过野外实验方法获得，野外实验方法可以为静态箱式法、动态箱式法、涡度相关法、空气动力法、动态气室法等，本发明实施例采用的实验方法是动态气室法，采集目标湖泊消落区各基础模拟单元上的多组原样土柱，该原样土柱是在目标湖泊消落区各基础模拟单元的不同温度环境下采集得到的，所以在一个目标湖泊消落区基础模拟单元上会有多组土层温度和各土层温度对应的二氧化碳通量的数据，根据所得到的多组土层温度和各土层温度对应的二氧化碳通量 数据建立对应的映射关系。

[0073] 信息获取模块52，用于获取目标湖泊的基本空间信息、目标湖泊的水循环驱动信息；

[0074] 第一确定模块53，用于根据目标湖泊的基本空间信息、目标湖泊的水循环驱动信息确定目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度，以及根据目标湖泊的基本空间信息、目标湖泊的水循环驱动信息确定目标湖泊消落区的区域信息，具体的，将目标湖泊的基本空间信息、目标湖泊的水循环驱动信息输入至地表水‑地下水耦合模拟模型中，得到目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度以及目标湖泊消落区的区域信息；其中，地表水‑地下水耦合模拟模型是由分布式水文模型和地下水数值模拟模型耦合得到；根据实际获取的目标湖泊的基本空间信息和目标湖泊的人工取用水信息确定目标湖泊消落区的每一个基础模拟单元各自的土层温度即目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度。

[0075] 第二确定模块54，用于基于目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度，以及土层温度与二氧化碳通量的映射关系，确定目标湖泊消落区基础模拟单元的土层温度对应的目标二氧化碳通量；

[0076] 释放量测定模块55，用于根据目标湖泊消落区的区域信息和目标二氧化碳通量测定目标湖泊消落区二氧化碳释放量，具体的，首先确定目标湖泊区域各消落区单元上二氧化碳的释放量，再根据目标湖泊区域各消落区单元二氧化碳释放量计算整个湖泊消落区二氧化碳释放量。

[0077] 本实施例提供一种计算机设备，如图6所示，该计算机设备可以包括至少一个处理器61、至少一个通信接口62、至少一个通信总线63和至少一个存储器64，其中，通信接口62可以包括显示屏（Display）、键盘（Keyboard），可选通信接口62还可以包括标准的有线接口、无线接口。存储器64可以是高速RAM存储器（Random Access Memory，易挥发性随机存取存储器），也可以是非不稳定的存储器（non‑volatile memory），例如至少一个磁盘存储器。存储器64可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器61的存储装置。其中处理器61可以结合图6所描述的装置，存储器64中存储应用程序，且处理器61调用存储器64中存储的程序代码，以用于执行上述任意方法实施例的湖泊消落区二氧化碳释放量测定方法。

[0078] 其中，通信总线63可以是外设部件互连标准（peripheral  component interconnect，简称PCI）总线或扩展工业标准结构（extended industry standard architecture，简称EISA）总线等。通信总线63可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图6中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

[0079] 其中，存储器64可以包括易失性存储器（英文：volatile memory），例如随机存取存储器（英文：random‑access memory，缩写：RAM）；存储器也可以包括非易失性存储器（英文：non‑volatile memory），例如快闪存储器（英文：flash memory），硬盘（英文：hard disk drive，缩写： HDD）或固态硬盘（英文：solid‑state drive，缩写：SSD）；存储器64还可以包括上述种类的存储器的组合。

[0080] 其中，处理器61可以是中央处理器（英文：central processing unit，缩写：CPU），网络处理器（英文：network processor，缩写：NP）或者CPU和NP的组合。

[0081] 其中，处理器61还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路（英文：application‑specific integrated circuit，缩写： ASIC），可编程逻辑器件（英文：programmable logic device，缩写：PLD）或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件（英文：complex programmable logic device，缩写：CPLD），现场可编程逻辑门阵列（英文：field‑programmable gate array，缩写：FPGA），通用阵列逻辑（英文：generic array logic,缩写：GAL）或其任意组合。可选地，存储器64还用于存储程序指令。处理器61可以调用程序指令，实现本发明任一实施例中的湖泊消落区二氧化碳释放量测定方法。

[0082] 本实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的湖泊消落区二氧化碳释放量测定方法。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read‑Only Memory，ROM）、随机存储记忆体（Random Access Memory，RAM）、快闪存储器（Flash Memory）、硬盘（Hard Disk Drive，缩写：HDD）或固态硬盘（Solid‑State Drive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

[0083] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。