流量数据量对分布式水文模型参数率定结果的影响分析--以黑河流域上游为例

缺资料流域水文模型的参数率定是水文学科的一个研究重点.除传统的参数区域化方法以外,考虑到在部分缺资料流域可能存在少量短时间序列或零星不连续径流量观测数据的实际情况,近年来采用少量不连续径流量观测数据率定模型参数的方法逐渐引起关注.本研究以我国西北内陆的黑河流域上游为研究区域,选取分布式水文模型SWAT(Soil and Water Assessment Tool)为研究工具,使用SUFI-2方法作为参数自动率定与不确定性分析工具,分析不同径流量观测数据数量对模型参数率定结果的影响.研究结果显示,4组不同径流量数据在验证期的Nash效率系数均为0.67,表明使用1年的径流量数据进行参数率定时所获得的模拟效果可以达到使用多年径流数据率定参数的水平;比较各组模拟结果获得的P因子和R因子,表明使用1年径流量数据进行模型率定的不确定性会更大.     

土壤水分遥感反演研究进展

土壤水分是陆面生态水文循环的重要组成部分.及时、准确地获取土壤水分数据,对研究全球气候问题、构建流域水文模型、监测干旱等具有极其重要的意义.遥感技术具有范围广和信息传输快等优点,为土壤水分监测提供了全新的手段.本文梳理了可见光–近红外遥感、热红外遥感、可见光–近红外–热红外遥感、主动微波遥感、被动微波遥感的发展现状及对应的土壤水分反演方法,介绍了结合主被动微波遥感的GNSS-R技术,对土壤水分反演研究中的热点问题进行了归纳和总结,并展望了土壤水分遥感反演的发展趋势.     

基于分布式水文模型BTOPMC的晋江流域水文循环模拟

晋江流域所在福建省泉州市近年来经济社会发展迅速,水资源短缺已经成为制约该地区发展一个重要因素.开展水文循环过程模拟对把握该流域水资源时空演变规律,提高决策管理水平具有重要意义.本研究采用已在亚洲季风区多个国家广泛得到应用的BTOPMC(Block-wise use of the TOPMODEL with the Muskingum-Cunge routing method)分布式水文模型对晋江流水文循环过程进行模拟.模拟结果表明BTOPMC模型在该流域具有较好的适用性,具有为制定科学合理的水资源管理政策提供决策支持的潜力.     

CCI遥感土壤水在东北粮食主产区表征干旱的准确性评估

针对长时间序列土壤湿度数据集在国内缺乏验证和应用的问题,利用东北粮食主产区1992—2013年土壤10cm表层实测站点数据,采用2种评估方法,即皮尔逊相关绝对法和干旱判断吻合度相对法,对欧洲空间局气候变化倡议(climate change initiative,CCI)的土壤湿度数据集,融合遥感土壤水数据产品在东北粮食主产区表征干旱的准确性进行评估.2种分析结果表明,CCI遥感土壤水在判断东北粮食主产区干旱事件上具有较高的准确性,可以作为东北粮食主产区内表征干旱的有效指标开展农业干旱评价研究.     

BNU-SWAT模型应用工具开发

北京师范大学数字流域实验室在美国SWAT模型的基础上开发了BNU-SWAT模型应用工具.与原有SWAT模型相比,该工具具有以下特点:1)根据模拟计算结果,快速生成GIS专题图,易于分析水文要素的空间分布规律;2)提供地下水相关参数设置接口,实现了对地下水水位的模拟功能;3)提供子流域水量平衡分析功能;4)提供气候和土地利用变化情景设置功能,丰富了模型的应用能力.该工具在北京市、福建省泉州市、贵州省贵阳市和山西省潞城市等地区得到应用,取得了良好的效果.     

基于BP神经网络的泉州市山美水库降雨径流模拟研究

考虑到降雨-径流的非线性关系的复杂性,同时保证较高的计算时间效率,本研究采用率定—验证同步进行的BP神经网络模型,以降水量、时间、气温、风速、辐射量等5个因子作为输入层变量,以实测流量为训练数据,对泉州市山美水库来水量进行月时间尺度的模拟.并与SWAT分布式水文模型的模拟结果进行比较,以此评价BP神经网络模型模拟降雨径流过程的精确度与可行性.研究结果表明,BP模型模拟结果的误差均在允许范围内且精确度较高,适用于山美水库来水量预测研究.     

基于CCI数据的中国北方地区土壤水分时空变化特征分析

针对我国实测土壤水分站点稀疏、分布不均、数据连续性较差且在大尺度鲜有研究的问题,将欧洲空间局气候变化项目(European Space Agency climate change initiative, ESA CCI)的土壤湿度数据集应用于中国北方5大农业生态区,开展土壤水分时空变化分析.采用皮尔逊相关系数进行遥感数据的有效性验证,利用时空持久性概念分析土壤水分的时空变化规律.结果表明:ESACCI遥感土壤水分数据在东北区夏季、西北区春季、黄土高原区春夏秋季、内蒙古高原区夏秋季具有很好的时空适应性;北方地区1991—2016年间土壤体积含水量年均值为0.06～0.39 m³·m^-3,空间分布呈现出由西向东土壤水分逐渐升高的趋势,并表现出夏季最高、秋季其次、冬春季较低的季节特征;东北区、黄土高原区、黄淮海区中我国的重要粮食产区的土壤水分呈现出随时间季节变化波动大,且有较为明显的变干趋势.