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[转载]分布式水文模型的发展趋势

已有 1420 次阅读 2018-3-14 21:06 |系统分类:科研笔记|文章来源:转载

 

在面临诸多全球和区域挑战问题的21世纪,需要在专门学科深入研究的基础上融合各相关学科的理论和方法以解决当前面临的重大环境问题,提高对错综复杂的水问题的认识更是这样,对于分布式水文模型发展来说,在当前的发展基础上有以下发展趋势:
  中尺度分布式流域水文模型是研究当前水文水资源管理中热点和难点问题的有效工具。从国内分布式水文模型发展可以看出,在小尺度或点尺度建立的规律或水文过程关系如何推导和扩展到大中尺度流域是建模研究的主要问题之一,探讨和研究大中尺度的水文过程规律和模型也是分布式水文建模研究的重点内容之一。对于当前水文学研究的热点问题和社会重大需求而言,分布式水文模型是揭示气候变化、土地利用及变化环境下的流域水文、生态响应和演变规律的必备工具,而中尺度或大尺度模拟对于研究和决策来说是最合适的尺度选择,对管理与决策才更有意义。此外,能够很好模拟中尺度流域的分布式水文模型比较容易扩展到大尺度,或者中小尺度流域。
  流域尺度水文过程与气候系统、生态过程、地球化学过程的耦合模拟是分布式水文模型亟待加强的环节,“水文—农业—经济”“水文—水资源管理—经济”“气候变化—水文模拟—社会经济效应”等以水资源模拟与管理为基础的社会经济影响的评价将会越来越受到重视。在资源短缺、气候变化、环境污染等一系列重大问题亟待解决的21世纪,水文、生态、地球化学过程、气候系统等研究将是相互耦合、动态影响的模拟,分布式水文模型模拟的应该是一个水文过程与生态、地球化学、气象等耦合的物理的、生物的、化学的过程,加强耦合研究有助于应对当前经济社会面临的严峻挑战。
  提高对灌溉、水库、取用水等人类活动对流域水文循环影响的耦合模拟能力是建模的必然选择。随着人类活动对自然系统干扰的深度和广度不断加大,流域生态水文过程越来越复杂,尤其是人口集中地区,大面积引水灌溉、取用地表水和地下水、水库、闸坝等对水文过程都产生了巨大的影响,形成了一种新的缺资料地区,仅仅包含坡面产汇流过程和河道演算的分布式水文模型已不能真实地描述这些地区的水文过程。从当前分布式水文建模发展和应用研究来看,只有包含了能够有效模拟灌区、水库、取用水、闸坝等水文过程的模型才能够满足变化环境下或剧烈人类活动下水资源管理的需求,在社会对水文水资源知识和研究迫切需求的今天,深入研究和考虑人类活动在分布式水文模型中的表述和模拟是建模研究的必然选择。
  提高对遥感数据的利用能力及与GIS功能耦合程度是发展的必然趋势。基于物理机制的分布式水文模型、大尺度水文模型等都需要大量时空分布数据的支持,而人工观测费时费力,使得遥感观测的数据逐渐成为分布式水文建模中必不可少的数据之一。而且,随着遥感技术的发展,多元的、更为可靠、更高时空分辨率的遥感数据已经成功地应用到了地学研究领域。如今,遥感不仅能够为分布式水文建模提供数字高程模型、土地利用/覆被、雪盖等空间信息,而且还能够利用遥感手段获取降雨时空分布、解译降水信息、遥测水位和水面变化、反演蒸散发和土壤水等水文信息,极大地丰富了建模基础数据获取的手段和数据量。因此,对水文建模来说,提高对遥感数据的利用能力不仅有利于获得更为丰富的时空分布水文参数,而且更能够使建立的模型在气候变化、生态水文学、水资源管理等领域以及缺资料地区都有较强的适用性。同时,面对如此浩繁的数据信息,需要专门的数据管理平台。借助于GIS功能处理并利用多源时空分布式数据不仅省时省力,而其能够极大地提高模型的交互性,为研究和决策提供更为直接的信息和过程。从当前建模发展及应用研究看,也都表明提高分布式水文建模对遥感数据的利用能力及与GIS平台的耦合程度是发展的必然趋势。

 




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