基于MODIS的SEBAL模型在流域蒸散发反演中的应用

地表蒸散发是地气水分循环过程中的重要环节,合理准确地估算蒸散发对了解大尺度流域内水分循环和能量平衡具有重要意义。以汉江上游为例,利用MODIS遥感数据,选用马里兰大学UMD分类机制对2001年土地覆盖进行分类,并采用基于地表能量平衡原理的SEBAL模型对日蒸散发进行估算和分析。结果表明,林地的平均日蒸散发量最大,草地、耕地次之。     

基于互补相关原理的实际蒸散发模型估算能力评价

基于洵河流域1961~1986年的逐日气象资料和同期径流量资料,采用基于互补相关原理的实际蒸散发模型（AA模型、GG模型、CRAE模型）分别估算该流域的逐日实际蒸散发量。根据水量平衡法的实际蒸散发计算结果对三种模型的原始参数进行调整,并在不同的时间尺度上对三种模型进行了比较,评估了三种实际蒸散发模型的估算能力。结果表明,采用三种模型的原始参数计算出的实际蒸散发量误差较大;调整原始参数后,各模型对年实际蒸散发量的计算精度大为提高,逐月的估算效果也有不同程度改善;参数调整后的AA模型与GG模型的模拟结果相近,优于CRAE模型的模拟效果;年、月尺度的模型模拟效果综合分析表明GG模型在洵河流域的估算效果相对最佳。     

基于SWAT模型的岚河流域径流模拟

为探索SWAT模型在干旱半干旱地区径流模拟中的适用性,以岚河流域为例,应用SWAT模型对该流域年、月径流进行了模拟研究,选取1971~1987年的水文气象数据,结合GIS、RS、DEM技术选择径流曲线法（SCS）、蒸散发Penman-Monteith法、河道演算Variable storage法模拟流域分布式径流过程。结果表明,率定期与验证期的决定系数R2和Nash效率系数Ens分别在0.73~0.93和0.69~0.75之间,较好地反映了岚河流域的年、月径流水文过程,模型适用性较好,可为当地水资源评价、开发利用和优化配置提供技术支持。     

基于HBV模型的实际蒸散发估算模型评估

为了更准确地评估三种基于蒸发互补相关原理的实际蒸散发计算模型(AA模型、GG模型、CRAE模型)对实际蒸散发的估算能力,首先根据北江流域1964~1987年间的逐日气象资料和同期径流量数据,采用HBV模型模拟得到逐日实际蒸散发量,再利用三种模型分别估算该流域的逐日实际蒸散发量,并对计算结果进行初步分析比较,而后以HBV模型计算结果为标准进行原始参数的率定,最后在不同的时间尺度上对三种模型的实际蒸散发计算结果进行对比评价。结果表明,三种模型利用原始参数进行模拟的计算结果误差较大;模型参数经率定后,各模型的模拟精度在年、月尺度上均得到提高:以HBV模型模拟得到的实际蒸散发量为标准,计算所得年极差的变化情况分别为AA模型由274mm减至-0.1mm;GG模型由-84.5mm减至0.3mm;CRAE模型由-91.1mm减至0.3mm;AA模型与GG模型的模拟结果相似,在冬季均呈现出模拟结果偏大的现象。通过分析年、月尺度上的结果可知,在北江流域,三种模型中AA模型对实际蒸散发量的估算能力最佳。     

基于SWAT模型的白莲河流域径流模拟研究

以湖北省白莲河流域为研究区,探讨了SWAT模型在中小流域尺度的径流模拟中的适用性,利用白莲河流域的水文气象数据、DEM数据、土壤类型和土地利用等资料建立了白莲河流域的SWAT模型,并选用1995~1999年汛期(4~10月)为模型参数的率定期、2002~2004年汛期(4~10月)为模型参数的检验期.模拟结果表明;SWAT模型基本能反映白莲河流域的日径流水文过程,具有一定的适用性,为研究水资源提供了科学依据.     

石羊河流域主要生态类型现状耗水分析

采用SEBAL模型,基于MODIS遥感数据,计算了石羊河流域2004年植被生长期的蒸散发量,并根据土地利用/覆被数据计算分析了主要生态类型的耗水状况.提出了以维持沿河天然植被为主的“民勤绿洲”发展方案.结果表明,耕地、林地和草地为石羊河流域主要生态类型,各类型的月蒸散发量呈规律性变化,且呈“双峰”分布.     

P-M公式与双源蒸散发模型在淮河流域上游地区的适用性及对比研究

为定量分析P-M公式和双源蒸散发模型在淮河流域上游地区的适用性及计算精度,将双源蒸散发模型及P-M公式计算得到的蒸散发量与流域内息县水文站实测蒸发皿蒸发量的相关性进行对比分析,并定量分析不同蒸散发输入对水文模拟精度的影响。研究结果表明,双源蒸散发模型计算值与实测值的相关性及其水文模拟精度更高,更适于淮河流域上游地区蒸散发计算。研究成果可为淮河流域上游无资料地区的水文模拟和蒸散发计算提供参考。     

基于小型蒸渗仪试验的潜在蒸散发估算方法评价

为了更直接地揭示潜在蒸散发估算方法与实际潜在蒸散发的差异,基于淮北平原五道沟水文水资源实验站2014年8月1日至2015年8月31日的水文气象观测资料,计算Penman系列方法、P-T法、H-S法、FAO24Radiation法及Turc法7种蒸散发估算方法的估算结果,对比相应时间蒸渗仪试验实测潜在蒸散量,评价各模型在该地区的适用性。结果表明,Penman系列估算方法是估算五道沟地区潜在蒸散发最佳的方法,但7种方法均存在较大误差。FAO56P-M方法估算结果与实测值有相对最好的线性关系,但存在10%的低估倾向,同时夏季(6～8月)绝对误差较春秋季有所增加。Turc法及P-T法更适用于缺资料地区长周期潜在蒸散发估算,H-S法及FAO24Radiation法相对不适用于五道沟地区。     

基于CA-Markov模型的白马河流域景观格局分析及预测

基于ArcGIS和IDRISI软件,采用景观格局指数分析了白马河流域1984～2008年景观类型数量及空间格局的变化;并运用CA-Markov模型模拟了流域2008年的景观格局,预测了2020年的景观格局.结果表明,流域景观类型以耕地、林地、居民点及建设用地为主;1984～2008年流域耕地、林地面积减少,其他各景观类型均呈增加趋势;流域整体景观破碎度增加,斑块复杂程度提高,各景观类型的分布渐趋均匀;CA-Markov模型预测表明,2008～2020年流域均衡性持续提高,但景观破碎度有所降低.     

基于SWAT模型的洮儿河流域气候变化的水文响应

鉴于未来气候变化趋势对洮儿河流域水资源的影响,将直接关系到下游地区湿地保护、区域社会经济发展、白城市各河流与嫩江的河库连通工程等,以SWAT模型为研究手段,选取1988~1996年的流域实测数据,对SWAT模型进行率定和验证,基于率定好的模型分析气候变化情景下洮儿河的径流变化趋势。结果表明,SWAT模型具有较高的模拟精度,可用于洮儿河流域的径流模拟;在未来气候变化情景下,洮儿河流域的径流量（2020、2030、2040年代）比基准期（1990~1996年）稍有增加,其阶段径流量呈现先增后减的趋势。     

老哈河流域降水变化特征分析

在降水变化趋势分析基础上,结合模比离差系数累积曲线及统计学方法分析了流域降水的时空变化特征.结果表明,老哈河流域降水存在较大的时空变异性,流域降水量有逐年增加趋势,雨日有逐年减少趋势,降水量和雨日呈正相关性;流域降水量由西南往东北明显递减,雨日分布为上下游偏大、中游偏少;流域降水量随地面高程的增加而显著增加,高程每增加1 km降水量平均增加116 mm.     

不同水文模型在老哈河流域的应用与比较

为研究不同水文模型在半湿润半干旱地区老哈河流域上的适用性,分别选取老哈河流域的西泉、初头朗两个子流域1970～2003年的实测资料,应用新安江模型和垂向混合产流模型进行模拟计算,并对比分析其模拟结果.结果表明,在西泉和初头朗流域,垂向混合产流模型的模拟精度总体上均高于新安江模型;垂向混合产流模型更适用于初头朗流域.     

分布式洪水预报模型在漳卫河流域的应用

为提高漳卫河流域的洪水预报水平并为防洪调度数字化提供技术支持,对漳卫河洪水预报开展了研究,基于分布式洪水预报模型(EasyDHM),选取流域数字高程图(DEM)、土壤、土地利用及水文气象资料进行建模和参数率定,并通过场次洪水对模型进行了验证。结果表明,该模型预报精度较高、实用。     

污染价值损失模型在清潩河流域的应用研究

鉴于污染价值损失的核算对掌握流域水污染状况、制定科学合理的治理对策具有重要意义,通过分析污染物浓度跟水资源价值损失的关系,将水量、水质和水资源价值三者结合起来,从理论上构建了基于污染损失率和水资源价值的污染价值损失模型,且给出了完整的水污染经济损失量的数学表达式,并将其应用于许昌市清潩河流域水污染经济损失核算中。结果表明,清潩河流域水环境污染的经济损失在2011~2014年间呈现波动变化,2013年污染损失量最大,达到7 365.41万元。三个行政分区中,2011~2012年间长葛市水污染损失量最大,2013~2014年间许昌县水污染损失量最大,与当地的实际情况相符。可见该模型可行、有效。     

区域气候模式RegCM3在海河流域的应用

利用区域气候模式RegCM3,模拟和对比分析了不同分辨率、不同积云对流参数化方案下海河流域1998年夏季气象要素场.结果表明采用20 km水平分辨率模拟的降水分布精度比50 km显著提高;Anthes-Kuo方案较Grell_FC80方案更好.20 km水平分辨率的Anthes-Kuo方案模拟的雨区分布、降雨强度和雨带走向与实况拟舍较好;该组合方案下的温度场、站点插值结果分析表明,RegCM3对温度随地形的空间分布及其变化趋势刻画较好,该参数组合方案可为海河流域气候变化模拟提供参考.     

六种基于能量的潜在蒸散发估算方法在海河流域的适用性

潜在蒸散发是一个综合性气候因子,是流域水文循环模拟的主要输出量。针对现存潜在蒸散发量估算方法的适用性分析不够全面的问题,基于海河流域45个国家气象台站1960~2010年日气象数据序列,以Penman-Monteith方法估算量和蒸发皿蒸发量为基准,从潜在蒸散发估算量与蒸发皿蒸发量的相关性、年均值空间变化特征、年内四季空间变化特征和年际变化趋势四个方面,探讨了六种基于能量的潜在蒸散发估算方法的适用性。结果表明,Penman-Monteith方法在整个流域具有较强的适用性;六种基于能量方法中,Doorenbos-Pruitt方法、Makkink方法、Hargreaves方法估算效果较好。     

SWMM模型在深圳市民治河流域的应用

以深圳市民治河流域为研究区域,对组成排水系统的排水管网、道路和河道水系进行合理概化,构建了基于ArcGIS的排水系统数据库。利用流域DEM、街区和道路分布图在ArcGIS中对民治河流域进行子汇水区划分。由此基于双层排水系统思想构建民治河流域SWMM模型,并采用6场实测降雨资料对该模型进行验证,所得内涝淹没位置与实际调研情况基本相符,表明所建模型具有良好的精度和可靠性;分别对重现期为1、2、5、10、20年的设计暴雨情形下管道超负荷、节点溢流等情况模拟表明,该模型较好地评估了该流域排水管网的排水能力,为区域防洪排涝管理、调度、规划和雨洪资源利用提供了决策依据。     

变化环境下水文模型在洛阳河流域中的应用

为了提高通胜山丘区来水模拟精度,解决通胜地区防洪安全问题,分析了洛阳河流域下垫面土地利用类型,并基于遗传算法构建水文模型进行洪水模拟。结果表明,近20年来,在现有气候、下垫面等变化环境下,洛阳河流域下垫面不同土地类型面积变化较大,快速城镇化使得旱地明显减少,水田增加11%,水面基本保持不变,水文模型参数也在发生动态变化,新水文参数与原始水文参数相差较大,前者模拟结果在径流深、洪峰、峰现时间、确定性系数4个方面均明显优于后者,可见基于遗传算法优化的水文模型参数能较好地反映现状下垫面水文情景。