叶爱中[1]2004年在《大尺度分布式水文模型研究》文中研究表明在学习了经典的分布式模型(如SWAT)的基础上，本文对已有的分布式时变增益模型进行了改进，建立了一个大尺度的分布式时变增益模型。该模型中加入了土地利用、覆被变化、人类活动、水保工程以及水库调度等模块。该模型的主要作用是分析人类活动对流域水循环的影响。将本模型应用于全黄河79.5km~2流域，结果较好。 本文主要工作与研究的内容如下： 1、给出了一套通过DEM提取河网、划分子流域的方法。该法的优点的能够保证流域中的每一个点都是连通的，最终将整个流域建成一有向无环图。每个网格的流向借鉴了D8方法的思想，但计算的方法是应用了图论中图的遍历的方法。河网的提取根据水流累计矩阵与流向确定，子流域则由河网得到。 2、建立了一大尺度分布式模型。该模型在每个小子流域中产流计算，通过河道进行汇流。每个子流域中需要计算的量有：降雨、蒸发、地表径流、壤中流、土壤湿度。子流域的降水与气象资料通过数据同化技术得到。在每个子流域中通过遥测土地利用信息与水保工程资料来考虑了土地利用与覆被变化的影响。农业用水通过耕地的面积与作物的类型来确定，然后分配到其所属的分区中。水库的调蓄作用是改变了水资源的时空分布，该模型中加入了常规调度方案。 3、建立了黄河月分布式模型。黄河流域人类活动影响十分剧烈。本文分析了黄河流域多年的降雨、径流、水保工程、农业灌区等资料。从黄河源至入海口模拟了17个流量站。上游的天然流域模拟效果很好效率系数可达0.8以上，随着黄河中下游人类影响的剧烈，由于收集的资料有限，模拟的精度有所下降。 4、可视化系统的开发与集成方面。在做分布式模型时，用多种语言、多类型数据库开发了一可视化系统。本文第五、六章给出了一些系统集成的方案。
徐宗学[2]2010年在《水文模型:回顾与展望》文中认为梳理和总结了水文模型发展的历史,对水文模型的主要分类方法与类别进行了系统的归纳和总结.从当前水文科学研究的热点问题出发,总结了水文模型在水文预报、水资源规划与利用、土壤侵蚀、非点源污染模拟等传统水文问题,以及解决水文学当前面临的一些热点问题包括气候变化和人类活动对水循环的影响中具体的研究与应用现状以及主要进展,分析了水文模型今后可能的发展趋势以及所存在的主要难点问题和关键技术.
郭靖[3]2010年在《气候变化对流域水循环和水资源影响的研究》文中提出气候变化是当今国际社会普遍关注的全球性问题。水循环作为气候系统的重要组成部分,首当其冲受到气候变化的影响。研究气候变化对流域水循环及水资源的影响,对维护河流健康生命,保障水资源可持续利用,保证流域社会经济可持续发展具有重要的现实意义。论文在综述国内外研究现状和进展的基础上,结合国家自然科学基金等课题,开展气候变化对流域水循环及水资源的影响研究。论文的主要工作及成果如下：(1)比较分析了ANN、SSVM、SDSM、ASD和LARS-WG五种统计降尺度方法以及全球气候模式CGCM2对降水和气温的模拟结果。结果表明统计降尺度法能够明显改善全球气候模式降水和气温输出结果；SSVM法对降水量的模拟最好,SDSM和ASD法对降水的变化过程模拟较好；五种统计降尺度法对气温模拟的结果要优于对降水的模拟,并且它们的模拟值基本一致,其中SDSM和ASD法的模拟效果较好。(2)应用SSVM、SDSM和ASD统计降尺度方法预测汉江流域未来降水、气温变化。在CGCM2和HadCM3模式和未来A2情景下,叁种降尺度方法模拟汉江流域降水结果存在一定差异,但是可以看出它们预测未来3个时期(2020s(2011～2040),2050s(2041～2070),2080s(2071～2100))汉江流域降水长期将存在增加的趋势。气温预测的一致性较好于降水,预测结果表明：2020s时期气温将比基准年(1961～2000)降低,2050s时期气温和基准年基本一样,2080s时期将比基准年升高,并且未来3个时期汉江流域气温存在上升趋势。(3)通过Bay-LSSVM统计降尺度方法对GCM的输出进行尺度降解,以及分别采用两参数月水量平衡模型和VIC分布式水文模型与GCM进行耦合,预测未来丹江口水库及整个汉江流域径流量情况。结果显示,虽然模拟情况不尽相同,但未来3个时期汉江流域的径流量有增加趋势。(4)预测汉江流域社会经济发展、人口增长及水资源的需求。采用GCM输出和SSVM法模拟在A2情景下,汉江流域未来径流量的变化情况,分析了汉江流域水资源系统对气候变化的脆弱性反应。结果表明汉江流域水资源系统的调节能力较强,不会出现水资源系统恶化的“阈值”。(5)把经过ASD尺度降解的CGCM2输出作为HBV水文模型的输入,分析气候变化情景下,汉江上游径流极值事件的变化情况。在A2情景下,未来汉江上游同一量级的洪水重现期将缩短,同一重现期的枯水历时将增加,这可能增加丹江口水库的防洪风险,同时给中线调水工程及整个流域水资源利用带来不利影响；在B2情景下,未来汉江上游洪水和枯水极值事件都趋于平缓,比较有利于汉江流域的水资源综合利用。(6)应用ASD降尺度方法降解全球气候模式HadCM3的输出,得到未来长江流域的降水情况；利用Mann-Kendall检验分析未来长江流域降水极值事件的时空变化情况。结果显示：未来在A2和B2情景下,长江流域年降水有上升的趋势,降水增加显着的区域主要位于长江流域上游东部和中游中南部；未来90年(2010-2099)长江流域的年／夏季降水极值事件明显增加的站点,主要位于长江上游西北部和中游区域；长江流域上游西北部和中游区域未来遭受洪涝灾害的可能性将有所增加；未来长江流域上、中、下游降水极值事件可能在2050年后有所增加。
许继军[4]2007年在《分布式水文模型在长江流域的应用研究》文中研究说明认识气候和流域下垫面等变化条件下的流域水文响应特征,有效预测和预报流域水资源和洪水的变化,是“维持健康长江、实现人水和谐”的科学基础。传统的基于经验和河道流量观测资料建立起来的水文模型,难以适应变化条件下的降雨径流模拟。本论文采用基于物理机制的分布式水文模型,在模拟流域水文循环全过程的基础上,探讨了分布式水文模型在水资源评价、干旱评估和洪水预报中的应用。论文首先分析了20世纪下半叶长江流域气温、降水和径流的变化趋势。结果发现:流域年均气温升高趋势显着且年际波动幅度增大;降水时空分布有改变的趋势,长江中下游夏季降水增加,而四川盆地秋季降水减少。在流域面积约为100万km2的长江上游,利用DEM及相关遥感和地理信息来表现流域下垫面的空间差异性,构建了基于流域地形地貌特征的大尺度分布式水文模型。模型采用次网格参数化方法来处理大尺度网格内下垫面的非均一性,采用具有物理意义的水流运动方程来描述产汇流过程。通过模拟1961~2000年的天然径流过程,论文从径流、蒸散发和土壤含水量等分析了长江上游水资源的演变趋势。根据模拟结果,论文还分析了长江上游干旱的发展趋势,并构建了GBHM-PDSI干旱评估指标。结果显示,该指标综合反映水分亏缺和持续时间对干旱程度的影响,能够表现旱情在流域空间上的分布和发展变化。在洪水预报应用方面,本论文着重探讨了提高叁峡区间洪水预报能力的可能性。在叁峡区间构建了尺度相对较小的分布式洪水预报模型,提出了利用自动遥测雨量站观测数据进行雷达测雨校正的方法。结果显示,分布式洪水预报模型与雷达测雨数据结合,可以减少洪水预报中的不确定性,提高预报精度。面对叁峡水库建成后水资源管理和防洪实时调度的要求,以上述两种尺度的水文模型为基础,结合水动力学模型,在长江上游初步构建了空间嵌套式水文模型,实现了上游来水预报、区间洪水预报和叁峡库区洪水演进的整合。以空间嵌套式流域水文模型为核心,提出了构建流域数字水文模拟系统的设想,以适应大型流域水资源管理和防洪决策的多任务、多目标和多尺度要求。
刘鹏举[5]2007年在《黄土区嵌套流域多尺度分布式地表径流模拟系统研究》文中指出分布式水文模型的出现为森林植被水文生态效益的多尺度评价与尺度转换提供新的思路,成为当前水文生态学研究的热点。然而单个尺度的水文过程模拟已经难于满足我们对于水文过程多尺度特性以及不同尺度水文过程关系研究的要求。流域作为陆地水文循环的基本单元,具有明确的边界,是水文过程研究与水资源管理的基础。嵌套流域是自然界地形地貌层次结构的体现,是研究水文过程尺度转换的天然实验场。本论文以流域水文学理论、DDDAS、尺度理论为指导,提出多尺度分布式水文过程模拟研究框架,解决基于GIS的多尺度地表径流模型模拟关键技术问题,为通过模型进行嵌套流域水文尺度变化规律与尺度转换研究提供支持。主要研究成果如下:(1)基于DEM的地形地貌分析技术,提出多尺度分布式水文生态过程模拟框架。该框架支持不同基本单元模型的水文过程研究与测试,为各尺度过程模型模拟提供试验平台;支持不同尺度模型间的相互嵌套与验证,为嵌套流域水文过程尺度转换研究提供支撑;支持多尺度分布式水文模型与多尺度调查监测数据的交互,为流域水文过程机理探索与应用决策提供支撑。(2)通过研究地形地貌分割技术,形成了流域地貌的多级分割技术体系。以数学形态学技术为基础,提出了基于数字化等高线生成保持地貌特征的数字高程模型生成技术。通过研究基于DEM的河网提取技术,形成了多级流域自动划分方法。基于DEM与水流路径对沟缘线提取技术进行了研究,提出了有效的解决方案。通过以上技术研究,形成了基于DEM的栅格单元、坡面、集水区、嵌套流域多级地貌单元自动生成技术。(3)建立了多尺度地貌基本单元提取与参数自动生成系统。在地貌单元自动提取的基础上,对单元参数的自动生技术进行了研究,形成了多尺度地貌单元参数生成系统。以晋西黄土区蔡家川嵌套流域地形数据为基础,进行了多尺度地形参数分析,得到了流域地貌特征的多尺度变异规律。(4)以DDDAS范式为指导,研究了多尺度动态分布式水文生态模型建构技术,建立了地表径流模拟系统。该系统与多尺度地貌单元参数自动生成系统结合,能够支持多尺度流域地表径流模拟过程,支持多种尺度单元水文模型的耦合,为进行多尺度水文过程模拟与尺度辨析、尺度转换提供支撑平台。(5)应用建立的系统,对蔡家川嵌套流域地形地貌进行了处理与分析,并进行了暴雨地表径流模拟。结果表明该模型能够有效区分不同降雨模式对水文过程的影响,并且能够进行嵌套流域多尺度水文过程的模拟,可以为流域水文过程及相互关系研究、尺度转换提供平台,为森林植被对区域农业水土资源调控范围和强度问题提供理论与方法。
黄钰瀚[6]2017年在《基于VIC水文模型的TRMM降水产品在长江上游径流模拟中的应用》文中研究指明降水是地表水循环的重要组成部分,对水文研究及水资源管理和决策有重要意义,而降水数据的质量好坏,对模型水文过程模拟有重大影响。我国中西部地区很多流域因为受到地理和经济等因素的制约,气象站分布较为稀疏,高精度降水资料的获取比较困难,这也制约了水文模拟方面的工作开展。1997年发射的TRMM(Tropical Rainfall Measuring Mission)降水观测卫星经过多次算法的更新改进,对降水有很高的估算精度,在世界很多地区被广泛应用,为水文模拟提供了很好的降水数据来源。长江上游占据了整个长江流域40%以上面积,气候、下垫面条件复杂,水资源相关问题突出,对此流域开展水文生态研究具有重要的现实意义。本研究以长江上游TRMM 3B42多个版本的降水估算数据及地面实测数据为基础,先分析TRMM各版本数据在研究流域的降水估算精度,然后引入VIC(Variable Infiltration Capacity)水文模型,最后通过VIC模型检验TRMM降水资料在长江上游水文模拟精度,评估其在研究区域水量平衡研究中的能力。结论如下:(1)V6和V7在研究流域内对多年日降水量的空间分布和随时间变化估算结果与地面实测数据基本相符,偏差均在10%以内。而RTV6和RTV7对整个研究流域内降水的空间变化趋势无法准确把握,且估算的日降水量均与实测数值30%以上的误差,但是二者在子流域嘉陵江的精度优于其他研究区域。总体上,V7的各项误差指标最好,相较V6有了全面的提升,而RTV7的结果除了在岷江流域外,均不如RTV6。(2)大尺度分布式水文模型VIC在长江上游有较高的径流模拟精度,与寸滩站的实测数据偏差很小,纳什系数可以达到0.8以上,可以满足对研究流域长时间序列的径流模拟需要。(3)V7在研究流域内的径流模拟各项检验系数结果最好,偏差为-5.8%,相关系数为0.9,纳什系数为0.8,非常接近实测降水的径流模拟结果;虽然RTV7各项模拟数值结果与实测径流相差很大,但还是比较好地反映寸滩站径流的变化趋势。(4)利用RTV7获取的VIC模型参数的径流模拟结果NSCE为0.7,而用实测降水获取的VIC模型参数的RTV7径流模拟结果纳什系数为-0.9;利用V7获取的VIC模型参数的径流模拟结果NSCE为0.7,比用实测降水获取的VIC模型参数的V7径流模拟结果低了0.1。结合不同版本的TRMM降水产品的降水及径流数据对比发现,V6和V7在研究流域适用性较高,RTV7经过改变参数获取途径后在径流模拟方面有不错的表现,总体上V7版本的TRMM降水产品,在降水精度和水文模拟上较V6版本有全方面的提升,可以在长江上游的水资源管理和生态保护方面提供有力帮助。
郑大鹏[7]2012年在《基于MapWinGIS的分布式水文模型构建与应用》文中指出本文是在开源GIS技术支持下,基于蓄满产流和超渗产流,提出一种流域分布式水文模拟方案的构建方法,并实现了基于子流域的大尺度分布式水文模拟系统。同时,利用该系统对中国东部淮河流域和赣江流域进行不同情景下的洪水模拟,为流域内洪水预报、抗洪减灾等提供决策参考。本文的主要研究内容有：1、探索、分析、掌握开源GIS平台MapWinGIS的关键开发技术。2、研究分布式水文模型的构建方法。模型采用模块化思想,主要分为蒸散发模块、产流模块、和汇流模块。掌握各模块的理论基础,并提出实际应用中的解决方法,最后构成一套完整的分布式水文模型的构建方案。3、编程实现分布式水文模型的构建方案,开发基于子流域的大尺度分布式水文模拟系统。系统开发平台为MapWinGIS,开发语言为C#,利用平台提供的ActiveX控件,采用plug-In技术,运用模块化编程的思想,将流域水文过程分为蒸散发模块、地表径流模块、壤中流模块、地下径流模块和河道汇流模块,支持多种产流模型和汇流模型。4、基于子流域的大尺度分布式水文模拟系统的应用。选择中国东部2个典型流域作为实验流域,利用DEM数据提取流域水系、子流域等资料作为模型输入参数,选取多场洪水数据,率定模型参数并在不同情景下模拟实验区的洪水过程,最后分析各实验区的模拟结果,得到的结论有：(1)流域内水库主要起拦蓄作用,对洪量和洪峰流域消减作用明显。(2)土壤湿度与模拟结果成正比,湿度越大,模拟值相对偏大。研究结果表明基于子流域的分布式水文模拟系统具有以下优点：(1)系统以DEM数据为基础,计算单元为DEM数据提取的下垫面条件相对均匀的子流域,可简化本研究所考虑的水文过程,进而简化传统水文模型的计算方法,增加系统的运算效率；(2)系统考虑了人类活动对流域水文过程的影响,更能准确的重现流域水文过程；(3)系统的产流机制综合考虑了蓄满产流和超渗产流,使系统的适用性增强,在干旱地区和湿润地区的模拟结果均令人满意；(4)系统还具有良好的扩展性,开发人员可依据需求方便的添加已有模块的计算方法或自己所需的功能模块等。
李常斌[8]2006年在《陇西黄土高原祖厉河流域分布式水文模拟研究》文中进行了进一步梳理作为生态系统物质循环与能量流动的主要载体,水的形成演化具有一定的时空规律。这种规律与水文循环的自然或人为影响因素之间存在着格局数量上的互动调控,并且与生态系统其它资源的分布变迁息息相关。因此,考虑环境变量时空异质性的水文模型构建,是水文过程乃至其它资源过程研究的基础性工作。 上世纪八、九十年代至今,在地理信息系统、遥感和全球定位系统等先进地学技术的支撑下,水文模型的构建以“分布式”为主流和前沿。分布式水文模型有助于水文规律探索的空间化,其应用有利于区域自然资源规划管理的“分布式”展开。研发分布式水文模型有着理论研究和实践应用的双重效益,前景良好。 历年来,在黄土高原实施以调整土地利用结构、恢复植被为重点的生态建设使该地区产水产沙条件发生显着改变,对区域生态水文系统内水量平衡各要素的对比关系以及暴雨洪水与土壤侵蚀过程产生显着影响。为定量研究上述影响及变化的时空特性,论文选题于导师冯兆东教授主持的教育部重大项目“陇西黄土高原植被恢复与重建过程中水文-植被-大气耦合过程研究”,以甘肃陇西黄土高原祖厉河流域为研究区,在水文学研究与地理信息系统整合方案讨论的基础上,针对不同时间尺度,就环境要素时空变化情景下分布式水文模型构建的方式方法进行探索性研究,得到以下几点初步结论。 1.空间离散是分布式水文模型构建的基础;地理信息系统强大的空间分析能力能够满足不同时空尺度的建模需求。以测站为控制进行流域离散,有利于实现传统水文学方法和分布式水文模型理论框架与概念体系的有机结合,使区域尺度分布式水文模型的率定效率得以提高;同时,在资料充分利用的情况下,有助于模拟精度的改善; 2.SCS产流模型能够体现下垫面异质性对水文过程的影响;以流域面积治理比为参量进行净雨调控计算,能够反映流域综合治理对降水的宏观截蓄效应。上述方法使区域尺度净雨的分布式计算得到实现,净雨总量得到控制,径流模拟精度得到提高; 3.传统单位线方法是解决大尺度汇流计算问题的有效手段。小步长模拟要考虑子流域汇流,在测站稀少地区,采用地貌瞬时单位线方法比较可行;而考虑汇流计算的大步长模拟,Clark方法具有模式相对稳定,率定容易实现的优点,模拟精度比较可靠; 4.针对不同时期典型年份降水和下垫面因素影响年径流总量形成的数据实验表明,降水变化对黄土高原区域尺度径流形成的影响复杂而深远,但其河道贡献效应是随着流域治理程度的提高而削弱的,两种因素共同作用,致使1970年代以来祖厉河流域年径流总量呈现总体衰减趋势。 研究取得的主要进展: 1.基于数据实验求证了SCS产流模型应用于黄土高原区域尺度水文计算的适宜性,是时空尺度变化情形下SCS模型在应用方面的提高和改进; 2.实现了时-面曲线推求和GIS空间分析算法的有机结合。等流时面基于地形分异和流长分级进行划分。与传统方法相比,使区域尺度时.面曲线计算的问题得到较好解决,且精度和效率得到一定程度的提高; 3.就黄土高原地区大尺度流域分布式水文模型构建的方式方法进行探索性研究,丰富和发展了区域尺度分布式水文模型研究的内容; 4.基于DEM构建黄土高原区域尺度分布式水文模型,提高了水文模拟的空间分辨率,使水文环境变量的过程异质性得以体现,可为黄土高原区域尺度与水有关的其它资源过程模式的研究提供模式借鉴。
舒栋才[9]2005年在《基于DEM的山地森林流域分布式水文模型研究》文中进行了进一步梳理森林与水的关系问题一直是森林生态系统研究的关键性课题之一,也是水文循环探索的重要内容,森林生态系统对水分的时空分配、传输转换以及水文循环机制的影响问题是森林水文学研究的核心问题。森林与水的关系十分复杂,它不仅受森林生态系统发展本身的影响,而且还受到山区大气、植物、土壤、地下岩层等空间异质性以及气象因素如降雨、蒸发等时空变化的影响,进一步增加了定量描述森林生态流域径流形成机制和水文响应模式的难度。近几十年来,这一研究领域从传统的对比流域试验发展到从森林生态系统变化、森林对坡面到流域尺度径流形成影响的机理研究,再发展到现在的建立服务于森林植被管理的基于物理过程的分布式水文模型新阶段。本论文依托国家自然科学基金资助项目“森林流域水文效应的流域尺度作用及分布式水文模型研究”(NO.30271042),针对高山森林地区的水文特点,利用地理信息系统技术,结合确定性水文模型理论,在新安江叁水源概念性水文模型的基础上,建立了反映山地森林流域特点的分布式水文模型。通过对岷江上游的模拟和检验,取得了很好的效果。利用该模型分析了岷江上游森林覆盖率变化对水文过程的响应,为森林的生态工程的建设和森林保护提供科学参考,特别对当前西部以植被恢复为主的生态保护工程具有重要的指导意义。概括起来,本论文的研究主要取得了以下成果:1.收集和整理岷江上游水文、气象、数字高程模型、数字植被分类分布图、数字土壤分类分布图等资料,建立并分析了岷江上游各水文站所在区间的年降水-径流关系。
陈志敏[10]2014年在《TRMM卫星降雨数据在ESSI分布式水文模型淮河流域水文过程模拟中的应用》文中进行了进一步梳理分布式水文模型为探索流域水文循环机制、评估流域水资源动态变化、管理流域水资源提供了强有力的工具。针对大尺度的、区域气候条件较为复杂的淮河流域中上游流域,采用张万昌、张东提出的具有渗蓄一体化的动态产流机制的ESSI (infiltration Excess and Saturation excess Soil-water dynamic Integration model for hydrology)分布式水文模型,对淮河流域水文过程模拟的适用性及利用TRMM (Tropical Rain fall Measuring Mission)卫星降水数据驱动ESSI分布式水文模型的可行性开展了研究。作为影响水文模型模拟精度的最重要的气象输入参数之一,降雨数据源及其时空特征是影响分布式水文模型模拟效果的最重要的因素。TRMM卫星数据不仅为获取降水数据资料提供了更便捷的途径,而且弥补了传统水文气象监测数据时空分辨率低、不连续的缺点。如何有效利用TRMM卫星数据,提高分布式水文模型精度,是当前分布式水文模型研究的一大热点。本研究的目的旨在检验ESSI分布式水文模型在水文气象及下垫面条件较为复杂的淮河流域水文时空过程模拟的适应性基础上,探索TRMM卫星降水数据驱动该模型模拟流域水文时空过程的可行性,为今后进一步研究利用TRMM卫星降水数据作为流域水文、水资源以及洪涝预警的可替代气象台站降水数据的关键驱动数据提供科学依据。淮河流域处于南北气候过渡带,气候、下垫面条件复杂,水资源相关问题突出。为了进一步提高水文过程模拟的精度,进而为准确地描述流域水文循环过程及水资源空问分布特征,本文以淮河流域中上游流域为研究对象,将高时空分辨率的TRMM卫星降雨数据应用到ESSI模型中,并对比评价了应用TRMM卫星降雨数据前后ESSI分布式水文模型的效率。主要得到以下几方面的研究结果：(1)TRMM卫星降雨资料在淮河流域的精度验证。利用地理信息系统(GIS)技术,首先将TRMM原始产品(3小时时间分辨率,0.25。空间分辨率)处理成栅格大小为0.25。的逐日面降雨数据,然后将淮河流域及其毗邻处的地面气象站降雨数据通过反距离插值法(IDW)、泰森多边形、Kriging内插法、基于Markov随机场的IDW改进方法等传统插值方法得到与TRMM降雨数据的空间分辨率相匹配的面降雨数据,最后开展TRMM降雨数据与不同插值方法下的栅格点降雨量以及流域面降雨量的精度对比评价与分析。结果显示TRMM卫星降雨数据与IDW插值、泰森多边形、基于Markove随机场的IDW网格精度相当,略低于Kriging插值,在淮河流域具有良好的适用性；并且在不同的降雨强度级别上TRMM与实测值分布规律基本一致,但是在日降雨量级别<0.01mm/d的降水事件中中反演结果明显偏低。在流域日均面雨量的比较上,TRMM日均面雨量数据与Kriging插值得到的面雨量相关性系数达到0.74；在年面雨量的空间分布上,TRMM降雨数据由南向北、由东向西降雨量依次递减,较为准确地描述了降雨的空间变化趋势。(2)ESSI分布式水文模型在淮河流域中上游流域的应用。结合遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术,获取模型所需的数字高程(DEM)、气象、土壤、土地利用(LULC)等参数,选择合理的长期降雨径流过程模型运行方案和模型参数,分别对2001-2004年、2006-2009年降雨径流进行率定和验证,分析ESSI分布式水文模型在淮河流域中上游流域的日、月、年不同时间尺度上的模拟效率,并对模型精度可能影响的原因进行深入探讨。结果显示了模型在率定期和验证期中的日径流模拟与实测径流曲线相关性达到0.82,并呈现季节变化,枯水时期(11-2月)与实测值接近或略小,在平水期(3-6月)大于实测值,丰水期(7-10月)模拟值比实测值偏小。随着时间尺度的增加,确定性系数、相关性系数精度提高,且相对误差为负值,说明模拟值总体小于实测值。从模拟蒸散发、冠层截留、径流量分配、土壤含水量等变量的空间分布来看,模拟的空间分布形态与淮河流域的客观规律相近。说明了ESSI模型率定得到的参数在研究区具有一定的代表性,较为准确地描述了研究区的水文循环过程和空间变化,并具有很好的适用性。(3) TRMM卫星降雨数据在ESSI分布式水文模型中的应用及验证。应用GIS空间技术将原始空间分辨率的TRMM降雨数据重采样成与ESSI模型中空间栅格输入数据相匹配的1km空间分辨率的栅格降雨量,并通过Visual C++6.0成功将1km空间分辨率的TRMM卫星降雨量集成到ESSI模型中,与原始ESSI模型的模拟结果进行横向比较分析。结果显示了,在日径流模拟中,两者模拟径流曲线一致,各精度评价指标相当；而在率定期月径流模拟中,基于TRMM降雨数据的径流模拟结果明显好于原始ESSI模拟的结果,确定性系数能够达到0.8,明显高于原始模拟的确定性系数(0.72),并且在相对误差百分比的对比中,基于TRMM降雨数据的模拟相对误差值(-7.81%)明显小于初始的-11.79%；而同样在验证期,应用TRMM降雨数据后的模拟效率从0.71提高到0.76,相对误差从-12.80%降到-3.14%。另外,从季节分布来看,TRMM的模拟结果同样较为理想,确定性系数、相关性系数、相对误差百分比均有较大的提高,尤其是在降雨量加大的夏季,相对误差由-45.78%提高到3.56%。从产流类型、地表径流、壤中流、地下径流各水文过程来看,TRMM数据呈现栅格状,这主要与其数据来源栅格形式相关。
参考文献：
[1]. 大尺度分布式水文模型研究[D]. 叶爱中. 武汉大学. 2004
[2]. 水文模型:回顾与展望[J]. 徐宗学. 北京师范大学学报(自然科学版). 2010
[3]. 气候变化对流域水循环和水资源影响的研究[D]. 郭靖. 武汉大学. 2010
[4]. 分布式水文模型在长江流域的应用研究[D]. 许继军. 清华大学. 2007
[5]. 黄土区嵌套流域多尺度分布式地表径流模拟系统研究[D]. 刘鹏举. 北京林业大学. 2007
[6]. 基于VIC水文模型的TRMM降水产品在长江上游径流模拟中的应用[D]. 黄钰瀚. 南京林业大学. 2017
[7]. 基于MapWinGIS的分布式水文模型构建与应用[D]. 郑大鹏. 南京大学. 2012
[8]. 陇西黄土高原祖厉河流域分布式水文模拟研究[D]. 李常斌. 兰州大学. 2006
[9]. 基于DEM的山地森林流域分布式水文模型研究[D]. 舒栋才. 四川大学. 2005
[10]. TRMM卫星降雨数据在ESSI分布式水文模型淮河流域水文过程模拟中的应用[D]. 陈志敏. 南京大学. 2014