第六届青年地学论坛

1725 / 2019-08-28 09:01:19

从生态水文视角探求无资料区水文预报问题

12、水文地质与水科学 > 专题9：气候变化与水文极端事件

水文模型中诸多自由参数无法通过观测直接获取，而需依赖观测的径流数据进行率定，这导致水文模型在无/缺资料区，尤其是广大发展中国家和地区的应用受到很大限制。无资料区水文预报（PUB）是国际水文协会2003-2012十年研究计划。虽然PUB十年已经过去，但是PUB相关研究依然是水文学研究的热门领域。植被在陆地水循环中起着关键作用，但由于观测手段和模型等限制，植被在流域水文模拟中的重要作用常被忽视。通常PUB和生态水文被认为是两个独立的研究领域，本研究拟建立两者联系。探求从生态水文视角解决无资料区水文预报（PUB）的可能性。
HSC模型(HAND-based Storage Capacity curve)基于新的地形指数HAND (Height Above the Nearest Drainage)，通过简单而具有明确物理和生态学意义的假设，建立了以HAND为基础的流域土壤相对含水量和变源产流面积间的非线性关系。HSC模型结合获取流域根系区储水能力的MCT(Mass Curve Technique)方法，构建了无需参数率定的产流模型(HSC-MCT)。该模型在英国、美国等300多个流域，通过多源的水文和陆面过程数据进行了模型验证。发现新模型，尽管无需率定产流参数，但在产流量模拟效果上相比HBV，TOPMODEL等广泛使用的传统率定模型效果接近。HSC-MCT新模型的提出，为深入理解流域降雨-径流机理过程，解决PUB这一关键水文科学问题提供了新的视角，也为全球变化背景下的生态水文响应研究提供了新的思路和方法。