大尺度分布式水文模型发展概况和展望

本文综述介绍大尺度分布式流域水文模型的发展现状，主要成果以及存在的问题。分析和探讨建模所需的资料，主要研究内容，技术关键及难题，展望大尺度分布式流域水文模型的发展前景。     

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。     

陆地生态系统模型及其与流域水文模型耦合的研究进展

陆地生态系统在全球生态系统中起重要作用,它与流域水文循环通过复杂的生理学过程和水文学过程相互影响、相互作用。本文对陆地生态系统模型及其与流域水文模型的耦合研究进行了综述和讨论。将陆地生态系统模型分为基于静态植被和动态植被两种类型,讨论了两种类型包含的各种模型及其与流域水文模型耦合的研究进展和应用情况。阐述了陆地生态系统模型与流域水文模型耦合在气候变化和人类活动影响研究中的重要意义,并分析指出两者耦合研究的发展方向。     

陆地生态系统模型及其与流域水文模型耦合的研究进展

陆地生态系统与流域水文循环通过复杂的生理学过程和水文学过程相互影响、相互作用,本文对陆地生态系统模型及其与流域水文模型的耦合研究进行了综述和讨论。将陆地生态系统模型分为基于静态植被和动态植被两种类型,讨论了两种类型包含的各种模型及其与流域水文模型耦合的研究进展。阐述了陆地生态系统模型与流域水文模型耦合在气候变化和人类活动影响研究中的重要意义,并分析了两者耦合研究的发展方向。     

陆地生态系统模型及其与流域水文模型耦合的研究进展

陆地生态系统在全球生态系统中起重要作用,它与流域水文循环通过复杂的生理学过程和水文学过程相互影响、相互作用.本文对陆地生态系统模型及其与流域水文模型的耦合研究进行了综述和讨论.将陆地生态系统模型分为基于静态植被和动态植被两种类型,讨论了两种类型包含的各种模型及其与流域水文模型耦合的研究进展和应用情况.阐述了陆地生态系统...     

TRMM雨量在汉江上游大尺度水文模型中的应用

将TRMM（Tropic Rainfall Measurement Mission）卫星收集分析的降雨资料,利用大尺度水文模型对汉江白河以上流域进行流量模拟与预测,研究TRMM降雨资料应用于大尺度水文模型（LSHM）进行流量预测的可行性。对比分析了TRMM年、月、日系列降雨资料与气象站网降水观测资料,以及将其作为输入数据源的大尺度模型降雨径流模拟预测结果,分析表明：大尺度水文模型概念基本适合汉江上游的流量预测,水库对模拟预测结果影响显著,TRMM日降雨资料尚不满足利用该模型进行洪峰流量预报精度的要求。     

松散耦合分布式水文模型原理与结构

文章分析了松散耦合分布式水文模型的构建理论与主要方法,模型主要包括单元水文模型与河网汇流模型2大部分。单元水文模型涉及到冠层截留、融雪、蒸散发、坡面流、非饱和土壤水运动和地下水出流等水文物理过程。产流计算考虑到地形坡度的影响采用基于地形指数的计算方法。汇流演算基于河网结构采用分段马斯京根方法。探讨了分布式水文模型的发展趋势,简单高效的基于松散耦合的分布式模型仍然会受到更多的关注。     

气象水文模型耦合研究及其在渭河流域的应用

在由工程和非工程措施构成的流域防洪减灾体系中,水文预报占据十分重要的地位。为了延长水文预报的有效预见期,同时保证水文预报的精度,需要对整个水循环过程进行综合模拟研究,因此大气模式和水文模型的耦合研究成为关键。论文分别建立并验证了数值天气预报模式WRF和分布式水文模型WEP,采用单向耦合的方式,构建了渭河流域陆气耦合模拟平台,在此基础上对渭河流域2000年9月下旬至10月下旬的降雨和径流过程进行耦合模拟,并与实测降雨及径流日过程进行了对比分析,取得了较好的效果。     

复杂河网地区气候-水文-水动力耦合模型模拟

以淮河流域中下游结合部的洪泽湖周边滞洪区为研究对象,基于紧耦合技术,将一维和二维水动力模型进行耦合,基于松耦合技术,将气候模型与水文模型、水文模型与水动力模型进行耦合,实现了流域、河网、蓄滞洪区和湖泊复杂系统气候-水文-水动力单向耦合,并对气候变化影响下的复杂河网地区水流演进进行了模拟。结果表明:构建的气候-水文-水动力耦合模型对洪泽湖周边滞洪区洪水演进具有较好的模拟能力和适应性;气候变化导致未来淮河流域洪水量级增加,加大了洪泽湖周边滞洪区的洪水风险。     

生态水文双向耦合模型的研发与应用:Ⅱ.模型应用

陆地生态水文过程的耦合集中体现在水碳循环的相互作用与反馈,研究这种耦合关系以及变化环境下水文、能量通量、碳收支过程的响应特征对于理解生态水文过程的作用机理具有重要意义。本研究基于构建的生态水文双向紧密耦合模型DTVGM-CASACNP,选取Ameriflux Duke森林生态系统站点,验证了该耦合模型的适用性。结果表明,该模型在水、能量通量及碳通量的模拟方面均取得了较好的效果。水碳耦合关系结果表明植被生产力与蒸散发具有较强的正相关关系;气孔对蒸腾的调控结果显示在冬季蒸腾受到气孔的控制作用强,在夏季蒸腾受到外界环境因子的控制作用更强;日内变化中日间蒸腾受到环境因子的控制作用较夜间高。双倍CO_2浓度条件下,植物蒸腾减小,但截留蒸发增加,感热通量增加显著,碳汇作用将加强。     

流域水文、水动力、水质模型联合应用研究进展

流域水文、水动力、水质模型联合应用可以实现水资源从源头运动到不同水体的全过程模拟,对水资源开发利用与综合管理决策具有重要的意义.为深入了解流域耦合模型的发展与演变过程,总结了水文、水动力与水质3类模型的结构与特点,探讨了各类模型在耦合应用中的作用,综合评价了单向传输耦合、双向传输耦合与接口传输耦合各自的优势与不足,并对...     

几种典型流域水文模型类比分析

流域水文模型是研究水文自然规律和解决水文实际问题的重要理论基础。按照流域水文模型的基本分类,简单总结分析了国内外几种典型流域水文模型的基本建模思路、适用范围及其优缺点等。在此基础上,以模型效果评价指标为准则,通过对同一流域上不同模型、以及同一模型在不同流域上的应用效果进行类比和分析,提出了在特定流域应该选取比较适用的水文模型以及几种典型水文模型的最佳适用流域。     

海河流域大气水资源变化与输送特征研究

本文对海河流域大气中单位面积空气柱内的水汽含量即可降水量,以及流域的4个边界面的大气水汽通量的年际和年代际演变特征进行了详细分析.在此基础上对海河流域严重旱涝年的整层大气水汽总输送通量、纬向输送水汽通量、经向输送水汽通量以及可降水量进行了对比分析.研究结果表明,海河流域降水量和水汽输送具有显著的年代际变化特征,并且在20世纪70年代中期前后出现了明显的转折.海河流域的水汽输送受季风强度影响,且以经向的水汽输送为主,即夏季严重旱年水汽总输送减弱,到达海河流域的水汽总量减少,而夏季严重涝年水汽总输送加强,到达海河流域的水汽输送总量增多.     

大气作用下红黏土路基的湿热耦合数值分析

针对红黏土路基边坡受大气和车载耦合作用极易发生浅层滑塌等病害问题,以厦成高速湖南郴州段的红黏土路基为背景,利用湿热耦合数学模型,结合郴州地区实测的气象数据,采用多场耦合软件模拟了环境因素作用下路基的温度场、水分场的演化规律。计算结果表明:大气温度的年平均影响深度约为3 m,日影响深度约为0.5 m;路基边坡水分部分受降雨和蒸发影响,路基底部水分受地下水毛细上升控制,路基内部水分受温度和湿度的耦合影响。     

西南岩溶地区水资源预测评价中流域水文模型应用的特点及展望

在对西南岩溶地区水文地质条件分析的基础上,指出了三类流域水文模型在西南岩溶地区实际应用的可能性及困难;通过三个成功实例:桂林“丫吉模型”、洛塔干河猪场表层岩溶泉BP人工神经网络模型、刁江SW AT模型,分析了目前在西南岩溶地区应用流域水文模型的若干特点;提出了在下垫面条件复杂、流域含水介质结构空间差异性大的岩溶地区,特别是无监测资料地区,发展分布式水文模型是未来的研究方向。     

洛河径流典型解集模型研究

洛河是黄河的一条重要支流。本文采用洛河氵状头水文站1965~2003年共计39年的实测径流资料,依据线性平稳随机模型的理论建立了一阶自回归模型;运用季节性随机模型的理论方法建立洛河氵状头站月径流量典型解集模型。经实用性检验,模拟序列与实测序列各项估计参数吻合良好,符合精度要求。该模型可为洛惠渠灌区进行河源来水量预报和用水管理提供决策依据。     

Simulating streamflow and water table depth with a coupled hydrological model

A coupled model integrating MODFLOW and TOPNET with the models interacting through the exchange of recharge and baseflow and river-aquifer interactions was developed and applied to the Big Darby Watershed in Ohio,USA.Calibration and validation results show that there is generally good agreement between measured streamflow and simulated results from the coupled model.At two gauging stations,average goodness of fit(R2),percent bias(PB),and Nash Sutcliffe efficiency(ENS)values of 0.83,11.15%,and 0.83,respectively,were obtained for simulation of streamflow during calibration,and values of 0.84,8.75%,and 0.85,respectively,were obtained for validation.The simulated water table depths yielded average R2 values of 0.77and 0.76 for calibration and validation,respectively.The good match between measured and simulated streamflows and water table depths demonstrates that the model is capable of adequately simulating streamflows and water table depths in the watershed and also capturing the influence of spatial and temporal variation in recharge.     

基于不同物理参数化方案的中小流域降雨径流集合预报

气象水文耦合预报能够延长洪水预报预见期,针对预报结果不确定性大的问题,选取东南沿海地区的梅溪流域为研究区,以2012年8月3日“苏拉”台风和2014年6月17日“海贝思”台风引发的降雨洪水为例,开展气象水文耦合下的集合预报研究。依托WRF(weather research and forecasting)模式建立基于36种物理参数化方案组合的降雨集合预报集,并通过耦合WRF模式和梅溪流域分布式水文模型,实现降雨径流集合预报。结果表明：在不同物理参数化方案下,数值降雨预报结果有一定差异,且对降雨空间分布的预报效果优于降雨时间分布,更容易准确描述时空分布均匀的降雨,很难捕捉短历时强降雨;采用集合预报的方式能够有效降低洪水预报的不确定性,当预见期超过6 h时,对于时空分布均匀的降雨,相应洪水过程的洪峰流量预报误差R_f为11.30%,能够准确反映洪峰量级,峰现时间提前2 h,相比基于“落地雨”开展的洪水预报有一定优势;基于异方差扩展型Logistic算法对预报降雨进行处理后,能够有效提高降雨预报精度,但对于时空分布不均匀的降雨,洪峰流量误差R_f由处理...