干旱区资料稀缺流域日径流过程模拟

选取具有物理基础的分布式水文模型MIKE SHE来模拟大尺度资料稀缺地区水文过程。以塔里木河主要源区之一开都河流域为研究区域,将流域内气象水文站点观测数据与遥感数据相结合,运用GIS空间分析方法修正数据输入。利用气象、土壤类型、土地利用和地表覆盖、数字高程和降雨等资料,研究大气、陆面、地表水和地下水的相互作用机理,通过模型敏感性分析确定了5个"自由"参数,并依据出山口水文站数据对模型进行率定和验证。结果表明,MIKE SHE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,模拟开都河流域的日径流过程,模型效率系数达到0.7以上,率定期与验证期水量平衡误差均小于3%,模拟径流与实测径流高度相关。

台兰河流域春夏融雪径流模拟

径流模拟是水文过程模拟的重要内容。天山南坡山区流域在春夏季主要以冰雪融水为主要径流补给,融雪径流对区域水文和水资源具有重要的现实意义。受到资料稀缺的影响,山区流域融雪径流模拟比较困难。本文以天山南坡的台兰河为例,利用融雪径流模型(SRM),分析模型及其变量参数计算率定方法;以台兰水文站的水文气象观测资料和MODIS 8d合成最大化积雪产品为基础资料,设2005年3~8月为模拟校准期,模拟资料稀缺山区流域融雪日径流,检验模型和模拟结果,评价SRM模型在数据稀缺流域的适用性。结果表明:SRM模型融雪径流模拟在台兰河流域具有比较好的模拟效果,参数率定比较合理,在天山南坡资料稀缺的山区流域径流模拟中具有很好的适用性。

稀缺资料流域水文计算若干研究:以青藏高原为例

稀缺资料流域水文计算是长期困扰国际水文学界的难题之一,其根本难点在于降雨径流过程的复杂性、流域下垫面与气象要素的时空变异性以及人类对流域水循环规律认知水平的局限性。本文从稀缺资料流域的类型、缺乏降水和径流观测数据的水文计算研究等方面综述了稀缺资料流域水文计算的研究进展。以我国水文气象资料最为稀缺的青藏高原为例,结合水文综合模拟系统(Hydro-Informatic Modeling System,HIMS)在水情预报中的应用,阐述了稀缺资料流域的水文计算方法,包括卫星遥感降水产品的水文模拟能力评估、基于日平均径流数据推求瞬时洪峰流量、洪水调查数据的区域综合和水文模型参数移植等研究,展示了稀缺资料流域水文计算的相关研究进展。

遥感及再分析降水产品在缺资料干旱内陆盆地的适用性评估

山区降水较集中,但降水测站多位于山谷或人口密集区,代表性差。遥感和再分析降水产品能提供时空分布连续的数据,不受地形条件限制。柴达木盆地中心属干旱荒漠区,水是制约该区开发的首要条件,其四周属高寒山区,降水相对较多,但降水监测十分薄弱。为获取该区相对精确的降水时空分布信息,本文评估了4套高分辨率降水产品(CMADS、TRMM、GPM和MSWEP)的适用性。首先基于地面站点数据评估它们在不同时空尺度上的精度,并分析它们在柴达木盆地的空间分布和年内分配特征。然后,以盆地东南隅的无测站山区香日德河流域为研究区,利用降水产品驱动SWAT模型来评估它们的分布式水文模拟适用性。结果表明:①MSWEP在年、月尺度上与站点降水的吻合程度最高(R≥0.79,PBIAS=0.5%),其次是GPM和TRMM,CMADS精度最低(R≥0.64,PBIAS=5.8%);②从降水精度与站点高程的关系来看,降水产品在相对低海拔区容易高估站点降水,而在相对高海拔区常低估实际降水;③在香日德河流域,MSWEP(NSE=0.64)在基准期(2009—2012年)的径流模拟表现明显好于其它降水产品(NSE=0.36~0.59),变化期(2013—2016年)表现最好的是CMADS(NSE=0.75,其余产品NSE=0.53~0.68)。本研究可为缺资料干旱山区获取精确的降水时空信息和后续水资源的科学管理与规划提供重要支撑。