《寒旱區流域冰雪徑流的動態過程分析》是依託北京師範大學，由李永平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：寒旱區流域冰雪徑流的動態過程分析
- 依託單位：北京師範大學
- 項目負責人：李永平
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
研究寒旱區流域冰雪徑流過程，深入認識高山區特殊水文過程與機理，揭示大量系統成份及其間關係的不確定性對內陸河水文過程的影響，對提高流域降水徑流模擬和預測精度有重要研究意義。本研究選取位於塔里木河源區南部天山山區的開都河流域作為研究區。該流域是塔里木河源區具典型代表性的高寒山區流域，集積雪、冰川、凍土等冰凍圈要素於一身。在數據收集、現場觀測及特徵識別研究的基礎上，項目將致力冰雪徑流水文過程的水分與能量交換分析。研究冰雪消融過程能量參數隨海拔梯度、坡度、坡向的變化，冰川積雪消融水的垂向運動機理，以及冰川凍土層地表匯流，從而更好地揭示流域尺度的寒旱區水文規律。此外，運用隨機分析、情景分析、析因子分析等手段研究氣候、水文和下墊面多因子不確定性及其互動對冰雪徑流過程的影響；並套用蒙特卡洛模擬、多元分析、模糊數學等方法，定量表征冰雪徑流過程中的不確定性，實現對流域冰雪徑流的有效模擬與預測。
結題摘要
研究寒旱區流域冰雪徑流過程，揭示大量系統成份及其間關係的不確定性複雜流域水文過程的影響，對提高流域降水徑流模擬和預測精度有重要研究意義。本研究以開都河、涇河流域為依託，對流域系統的複雜性進行了辨識，並剖析了各系統組分的特徵以及它們之間的複雜互動關係。具體如下：（1）評估不同的DEM解析度和子流域劃分水平的組合方式與水文模型模擬效率之間的關係，研究發現：不同空間解析度組合對徑流的影響具有一定差異性,提高DEM精度和增加流域劃分水平有助於提高模型表現，但不能顯著改善模型的徑流預測能力；（2）耦合SLURP分散式水文模型、二型模糊集、析因子分析，處理模型參數不確定性，研究發現：模型參數不確定性對模擬結果影響顯著，評估模型參數的敏感性，以及參數間相互作用對模型輸出的影響非常必要；（3）集合馬爾科夫蒙特卡羅、析因分析與SWAT水文模型，研究參數不確定性以及參數對水文回響的影響及互動效應，結果表明：徑流曲線數（CN2）對開都河流域徑流夏季峰值主效應最高，融雪過程參數（SNO50COV）對融雪期峰值非線性效應明顯，土壤蒸發補償係數（ESCO）和融雪過程參數（SNO50COV）對年均值效應明顯；（4）耦合多GCM、隨機天氣發生器、逐步聚類分析，揭示了開都河流域的冰川與融雪水直接與氣溫變化相關，降水量直接導致徑流的變化；（5）基於貝葉斯分析的DRAM方法，分析水文模型參數和輸入數據（溫度、降雨）的隨機性特徵，研究發現：輸入數據不確定性不僅影響單個參數的隨機性特徵，還影響參數間的互動作用，綜合考慮溫度和降雨輸入數據的不確定性以及模型參數的不確定性有助於提高複雜流域（混合產流）水文模型的模擬預報能力。項目在Journal of Hydrometeorology, Climate Dynamics, Journal of Hydrology, International Journal of Climatology, Hydrology Research等國際SCI雜誌上發表論文28篇(已標註)，培養博士和碩士研究生8名。
