汉江上游地区大尺度分布式水文模型与气象模型耦合应用试验

汉江发源于陕西省秦岭南麓,在其上游地区,局地性的洪灾或旱灾较易频繁发生。为改进洪水预报精度,构建了用于汉江上游地区的基于大尺度分布式水文模型和气象模型耦合的洪水预报系统,并于2007年6～8月在该流域的出口控制站白河站进行了流量模拟试验。其间,利用LSHM水文模型（5km×5km水平网格）分别基于地面气象观测资料和MM5模型（最内层水平空间尺度9km×9km）的预报产品对白河站进行流量模拟试验：同时,也利用MM5的24h预见期信息进行逐日流量作业预报试验。初步结果表明,将分布式水文模型与气象模型耦合应用进行洪水预报具有较好的发展潜力,值得推广应用。     

基于WEP模型和TRMM_PR的唐家山堰塞湖入湖径流预报

为解决缺资料地区的堰塞湖入湖径流模拟预报问题,本文以2008年5月12汶川大地震形成的唐家山堰塞湖为研究对象;采用分布式水文模型与热带降雨测量卫星的降雨数据（TRMM_PR）相结合的方法,设置了3种降水输入模式,对堰塞湖形成期内（5月12日—6月9日）的日均入湖流量进行了模拟预报,并利用监测期内（5月29日—6月9日）入湖径流实测资料与模拟结果进行了对比。结果表明：根据气象站实测降水数据对TRMM_PR数据进行修正后输入模型（模式3）,比将气象站实测数据直接输入模型（模式1）和将TRMM_PR观测数据直接输入模型（模式2）的模拟结果要好。本文的模拟结果表明,分布式水文模型可以和星载雷达测雨数据相结合可有效弥补因气象站点过于稀疏、单站控制面积过大造成的资料缺乏问题,而利用气象站点观测数据对TRMM_PR数据进行修正可以有效改善模型的降水输入,从而可以提高入湖径流预报精度。     

TRMM降雨产品在无资料地区径流模拟中应用研究

文章主要是通过对TRMM卫星降水数据的精度评价及修正,以水文模型为工具,进一步分析卫星降雨产品在无资料地区的适用性.在相似流域确定的基础上,人为拟定一个流域作为无资料地区,进行卫星修正系数以及模型参数的移用,并对其径流模拟结果进行对比分析.结果表明:TRMM卫星降水数据的日模拟结果不理想,经过校正后的数据,对径流的模拟...     

基于MIKEBASIN平台的汉江流域径流预测模型初探

为合理配置水资源、促进水资源的可持续利用,开展水资源量的预测预报研究是一项重要的基础支撑工作。以汉江流域为实例,基于流域水文分析软件MIKEBASIN进行子流域划分,采用降雨径流模型(NAM)来模拟各分区降雨径流过程,初步构建了汉江流域水量预测模型系统,并对水量模型的各关键技术重点展开研究。研究果表明,通过细化模型分区、提高NAM模型参数率定精度、改进水库处理方法等工作,可以明显提高水量模型的模拟预测精度。     

基于MIKEBASIN平台的汉江流域

为合理配置水资源、促进水资源的可持续利用,开展水资源量的预测预报研究是一项重要的基础支撑工作.以汉江流域为实例,基于流域水文分析软件MIKEBASIN进行子流域划分,采用降雨径流模型(NAM)来模拟各分区降雨径流过程,初步构建了汉江流域水量预测模型系统,并对水量模型的各关键技术重点展开研究.研究成果表明,通过细化模型分区、提高NAM模型参数率定精度、改进水库处理方法等工作,可以明显提高水量模型的模拟预测精度.     

卫星与地面观测融合降雨产品精度与径流模拟评估

虽然近年来卫星反演降雨产品逐渐成熟,但精度仍较差,不能满足现代水文气象业务和科研的需求,因此需要地面观测资料对其进行订正。文中采用的卫星与地面站融合数据是基于中国3万多个自动站降雨观测数据和CMORPH卫星反演降雨资料,采用PDF(probability density function)和OI(optimal interpolation)两步融合方法生成的中国区域高时空分辨率(0.1°/1h)的降雨量融合产品。通过在汉江丹江口水库以上流域建立分布式水文模型,对2008～2012年的融合降雨数据进行水文模拟适用性分析。结果表明:在日尺度上,CMORPH卫星降雨与地面站点融合数据具有较好的相关性,但存在一定的系统偏差;该降雨产品能较好地捕捉到强度小于25 mm的中小降雨,其模拟的径流与流域下部高峰流量的观测结果有较好的一致性,但总水量比实测值低15.7%,NSE达0.723。研究成果为基于高时空分辨率的卫星雨量计融合降雨产品在分布式水文模型的水文适用性提供了新的见解和经验,并为该数据在流域洪水模拟的水文预报应用提供参考与借鉴。     

基于多卫星降雨产品和多降雨径流模型的西江流域径流集合模拟

由于水文模拟不确定性的存在,单一模型获得的径流模拟结果难以满足水文精度要求。集合模拟则是减少不确定性,提高模拟精度的有效方法。现有研究多考虑水文模型的结构不确定性,将不同水文模型的径流模拟结果综合起来。但模型输入的不确定性也是水文模拟不确定性的重要来源。因此,基于贝叶斯加权平均(BMA)方法,考虑模型结构和输入的不确定性,设置了3种集合方案,对2种卫星降雨产品(TRMM、CMORPH)输入到3种水文模型(DDRM模型、新安江模型、GR4J模型)得到的径流序列进行集合,对各集合方案的模拟精度和不确定性进行分析。结果发现,不同卫星降雨产品输入到分布式水文模型中所得到的不同模拟序列具有较好的互补性,采用BMA方法对其进行集合模拟可以有效提高模拟精度,减小径流模拟不确定性。     

分布式水文模型在大通河流域的应用研究

通过构建基于混合产流的分布式水文模型,将大通河流域内气象、水文站点观测数据与遥感数据结合起来,研究了大气、陆面、地表水和地下水的相互作用机理,确定了模型参数,并对大通河享堂水文站日均流量过程进行了模拟。结果表明:该模型能在水文、气象站点稀少,土壤及水文地质数据缺乏的条件下较好地模拟大尺度资料稀缺地区的水文过程,能较合理地揭示研究区的产汇流规律;模拟流量与实测流量高度相关,平均相对误差为-1.99%、确定性系数为0.75,模拟结果合理、可靠。     

陕西汉江干流有机质环境容量的研究

依据水环境功能区划分原则及技术方法对汉江干流地面水域的功能区进行划分。并采用野外观测及实验室分析相结合方法，利用汉江已有的环境观测资料和水文资料确定耗氧系数K1和复氧系数K2值。根据陕西汉江干流实际水文特点，建立了汉江有机质环境容量计算模型，最终对不同频率流量条件下的汉江有机质环境容量进行计算、分析。     

基于TRMM卫星数据的降雨测量精度评价

采用1999年1月至2007年12月TRMM3B43卫星降雨与中国718个地面雨量站实测月降雨量,通过对两套数据时空匹配,建立回归模型。结果表明,卫星数据与实测降雨量高度线性相关,其在中国东部和南部的拟合精度比西部和北部略高。由于TRMM卫星对强降雨、区域性降雨的遥测精度受限于雷达信号敏感度和分辨率,汛期TRMM测雨精度略低于非汛期,均在可接受范围内。TRMM卫星降雨资料覆盖全球中低纬度地区,对于无资料地区、大尺度范围,在中长期水资源规划、旱情分析等方面具有较强的实用性。     

基于TRMM数据的汉江流域1998年-2010年降水变化特征

汉江作为长江中游的最大支流和南水北调中线工程的水源地,其水资源补给主要靠流域降水,因此研究流域降水量的时空分布及其变化特性,对于流域水资源的合理开发与利用具有重要意思.论文采用1998年1月-2010年12月空间连续分布的TRMM卫星3B43月降水量资料,借助气候倾向率指数和GIS空间分析技术,对汉江流域近13年来的降水时空分布及其变化特征进行了定量化分析.从而为维系流域水资源供需平衡、生态环境可持续发展以及南水北调中线水量合理调配,提供基础数据和科学依据.     

Hydrological assessment of TRMM rainfall data over Yangtze River Basin

High-quality rainfall information is critical for accurate simulation of runoff and water cycle processes on the land surface. In situ monitoring of rainfall has a very limited utility at the regional and global scale because of the high temporal and spatial variability of rainfall. As a step toward overcoming this problem, microwave remote sensing observations can be used to retrieve the temporal and spatial rainfall coverage because of their global availability and frequency of measurement. This paper addresses the question of whether remote sensing rainfall estimates over a catchment can be used for water balance computations in the distributed hydrological model. The TRMM 3B42V6 rainfall product was introduced into the hydrological cycle simulation of the Yangtze River Basin in South China. A tool was developed to interpolate the rain gauge observations at the same temporal and spatial resolution as the TRMM data and then evaluate the precision of TRMM 3B42V6 data from 1998 to 2006. It shows that the TRMM 3B42V6 rainfall product was reliable and had good precision in application to the Yangtze River Basin. The TRMM 3B42V6 data slightly overestimated rainfall during the wet season and underestimated rainfall during the dry season in the Yangtze River Basin. Results suggest that the TRMM 3B42V6 rainfall product can be used as an alternative data source for large-scale distributed hydrological models.     

长江流域水量模型初步研究

基于MIKEBASIN平台，将长江流域划分为91个子流域，采用NAM模型来模拟各分区径流过程，再将各分区NAM模型连接成为整体，构建了长江流域水量模型，并完成了模型系统中面雨量计算、参数批量修改、水库调度等关键功能的二次开发。模拟结果表明，模拟径流过程与实测过程基本一致。鉴于部分子流域面积过大，取、排水用户未纳入模型等原因，导致模拟年径流有所偏大，以汉江流域为试点进行了模型细化研究，显著提高了模拟精度，表明长江流域水量模型模拟精度尚有进一步提高的空间。     

怒江流域云南区段降雨时空变化分析

利用怒江流域云南区段及其毗邻地区77个站点1980~2009年雨量资料,以及怒江干流道街坝站1957~2015年和南汀河支流姑老河站1960~2015年降雨、径流资料,研究该流域降雨区域分异特征及变化趋势。结果表明:怒江流域云南区段多年平均面雨量达1 336.7 mm,远大于全省平均降雨量;怒江干流云南区段上游贡山地区和下游支流苏帕河流域,以及支流南汀河流域下游多年平均降雨量达1 500 mm以上,而干流的中游怒江坝干热河谷不足1 000 mm,降水空间分布格局与西南季风强弱及纵向岭谷地形密切相关;怒江流域云南区段降水量呈下降趋势,与怒江上游西藏区域相反,支流南汀河流域面雨量减少速率(56 mm/10 a)大于怒江干流云南区段(29 mm/10 a);怒江流域云南区段夏季降水占全年降水量的51%,怒江干流云南区段与支流南汀河流域降水量差异主要表现在夏季;怒江流域云南区段春季降水量呈增加趋势,夏季、秋季和冬季降水量呈减少趋势;怒江干流道街坝站、支流南汀河姑老河站降雨量长周期分别为36 a和33 a左右,从降雨变化长周期来看,2002年以来的少水期将持续到2018~2020年。怒江干流云南区段降水量变化的Hurst指数值为0.69,表明其未来趋势与过去一致,仍将延续降水量减少的变化趋势。     

长江流域极端降雨事件时空分布特征

近年来,许多学者对中国的极端降水进行了研究,但对长江流域极端降水的研究多集中在日时间尺度强降水事件,从不同子流域极端降水事件入手的研究较少。利用1961～2017年长江流域各子流域面雨量资料,根据面雨量的分布曲线确定长江流域各子流域极端降雨事件判断的阈值,得到各子流域极端降雨年份,分析极端降雨事件的时间变化特征,以及不同子流域间极端事件的相关关系。研究表明:①20世纪60年代长江上游极端多雨事件频发,70年代以全流域极端少雨为主,80年代极端多雨事件中心转移至长江中下游,90年代长江上游变为极端少雨事件中心,2000年以来,长江流域处在由少雨向多雨转变的年代际背景中。②当子流域发生极端少雨事件时,流域其他流域大部也是以降雨偏少为主,空间的一致性较好。但是子流域发生极端多雨事件时,存在大部分地区少雨的情况,会出现旱涝并存的情况。     

TRMM卫星降水产品在尼洋河流域的适用性定量分析

作为地面雨量站资料的重要补充,卫星降水产品对资料短缺或无资料地区尤为重要。位于我国高寒山区的尼洋河流域属于典型的资料短缺地区,根据5个气象站点2001-2016年的月降水数据和中国地面降水日值格点数据集2001-2013年的日降水资料,利用反距离权重插值法对其进行处理,在尼洋河流域分别对月、日尺度数据用相关系数(R)和相对误差(BIAS)检验TRMM降水数据的精度。结果表明:在时间尺度上,TRMM月降水数据与实测数据在流域整体上一致性良好(R=0. 90),而日降水数据的一致性较差(R=0. 29),且BIAS较大;在单一站点上,TRMM月降水数据的精度较高(R 0. 9),而日尺度R 0. 50,精度较低。在空间尺度上,通过克里金插值法得到TRMM降水精度的空间分布,月降水精度由西向东逐渐减小,而日降水的精度与之相反。整体上,TRMM月降水数据精度高,具有较好的适用性,根据TRMM月降水数据分析尼洋河降水时空分布特征。结果显示尼洋河流域降水大都集中在5月至9月,而11月至次年2月,降水量很少;年降雨量呈现由西北向东部逐渐递增的趋势,不同区域降水量差异较大。     

A MACRO-SCALE SEMI-DISTRIBUTED HYDROLOGICAL MODEL AND APPLICATION TO THE DATONG RIVER VALLEY

1.INTRODUCTION TheYellowRiverisimportantwatersourcein north westChinaandtheHuabeiPlain.Therela tivearidclimateandunreasonablehumanactivities havemadewaterproblemsveryseveresuchas floodthreat,dryriverbedandenvironmentsdeg radation.Theproblemshinderthebasinfromsus tainabledevelopment.Soitisofsignificancetoresearchtheproblemsandmastertherulesofrunoff change.Hydrologicalmodelhasbeenplayinga veryimportantroleasatooltomodelrunoff.A numberofresearchershavedonemuchworkabout runoffsimulationand…     

变化环境下韩江生态流量演变特征分析

选取位于粤东、闽西南地区的韩江流域为研究对象,基于CA-Markov模型对2050年流域土地利用空间格局进行预测,构建SWAT分布式水文模型,以未来土地利用情景和气候变化情景为变量进行水文模拟,分析不同情景下韩江生态流量的时空演变特征。结果表明,未来城镇化扩张将使梅江支流中上游成为韩江流域内生态流量对土地利用变化最为敏感的区域;土地利用和气候变化将导致韩江流域枯水期流量整体减小,枯水期流量对环境变化更加敏感;韩江流域生态流量变化特征将呈现从西南到东北由升到降的趋势,梅江支流中上游地区的生态流量将得到改善;梅江和汀江两大支流上游区域生态流量对气候变化更为敏感;韩江流域径流总量下降,但丰枯流量分化加剧,长期来看枯季生态流量保障风险可能进一步增大。