高寒山區流域水文模型構建及模擬不確定性分析研究

《高寒山區流域水文模型構建及模擬不確定性分析研究》是依託河海大學，由李彬權擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：高寒山區流域水文模型構建及模擬不確定性分析研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：李彬權
• 依託單位：河海大學

項目摘要

高寒山區水文模型的構建有其獨特性，主要表現為凍融條件改變了水分入滲規律和蒸散發水分來源組成等，產匯流過程也對土壤凍融產生反饋。目前對高寒山區水文模型的理論方法還缺乏完整的認識，模型發展還不成熟。研究表明，寒區流域融凍期的產流以蓄滿產流為主、兼有融凍鋒面以上分層產流的特點。本項課題以西藏納木錯流域為典型研究區，以新安江水文模型產匯流框架為基礎，結合野外小型蒸滲儀觀測實驗、人工降雨產流實驗、張力水入滲實驗和室內土壤物理特性測定等分析典型下墊面土壤水力特性和蒸散發的參數規律，構建適用於高寒山區的鬆散式水文模型。借鑑積雪覆蓋衰減曲線概念模擬季節性積雪的空間分布變化；結合基於氣溫指標的度日因子法與太陽輻射估算冰川和積雪的融化水量；根據地面實測資料、多源降水數據和遙感反演實際蒸散發數據驅動水文模型並檢驗其適用性。同時，採用馬爾科夫鏈蒙特卡羅抽樣技術分析降水不確定性和模型參數不確定性對模擬結果的影響。

結題摘要

長期以來，由於地面監測資料的缺失，青藏高原高寒山區冰雪融化、產匯流及地表/地下水與湖泊水量交換等過程尚不明確；特別是冰川融化、降水和氣溫變化等對湖泊水位變化的貢獻尚難以量化。本項研究以青藏高原內流區納木錯流域為研究區，結合遙感反演下墊面變化、多源降水數據融合及誤差分析，從冰川、高寒小流域及冰川-陸面-湖泊系統三種空間尺度研究高寒山區流域水循環過程。重點開展了以下研究：（1）在扎當冰川，構建了基於能量守恆的冰川消融模型，揭示了典型小流域內冰川的能量收支和物質平衡狀況，從能量角度分析了冰川持續消退背景下2008年冰川正物質平衡的主要原因。（2）在曲嘎切流域，耦合冰川消融模組，改進了融合蓄滿-超滲混合產流機制的分散式水文模型GSSHA，實現在曲嘎切冰川小流域的分散式水文模擬，辨識了降水、冰川融水及蒸發對陸面小流域水量平衡的貢獻。（3）在納木錯湖泊流域，建立可模擬冰川-陸面-湖泊水量交換的概念性水文模型Glakewatershed，模擬了1961-2015年間納木錯流域冰川-陸面-湖泊系統的水文過程，重構了月尺度的湖泊水位變化，分析了降水、冰川融水、陸面產流及水面蒸發對湖泊水量平衡的貢獻。（4）分析了冰川物質平衡對降水、氣溫變化的敏感性及改進GSSHA模型在高寒小流域模擬中的誤差及模型模擬不確定性。研究成果可為青藏高原典型高寒山區流域水文模擬提供重要參考依據。