分布式生态水文模型进展高冰.pptx

黑河上游分布式生态水文模型研究进展 及下一步工作计划 目录 耦合模型构建 耦合模型初步验证 模型初步应用 下一步计划 一、耦合模型构建 模型空间离散方法 流域  子流域 汇流区间  1km网格 山坡单元 基本生态水文单元:山坡 基于Horton-Strahler河网分级系统，建立河网汇流顺序及子流域间的拓扑关系 山坡单元生态水文过程 一、耦合模型构建 主要模块 一、耦合模型构建 植被冠层截留 计算冠层截留降水、截留降雪，穿透雨 植被冠层辐射传输 计算地表反照率及冠层和地表辐射通量 积雪层辐射传输 计算地表反照率及冠层和地表净辐射 冠层及地表能量平衡 计算地表潜热、显热及冠层能量平衡过程 积雪冻土热量传输 计算积雪融化及土壤冻融过程 入渗及土壤水分运动 计算土壤水分运动、地下径流过程 地表产流 计算坡面产流过程 河网汇流 计算河道汇流演进 积雪层质量平衡 计算雪层质量平衡、积雪压实、调整分层 一、耦合模型构建 主要方程 地表显热通量 积雪存在时 为积雪表面温度 积雪不存在时 为地表温度 植被蒸腾 土壤蒸发 冠层导度 一、耦合模型构建 上边界条件： 净短波 向下长波 向上长波 潜热 显热 下边界条件： 主要方程 积雪冻土热量传输 积雪粒径 积雪压实 一、耦合模型构建 相变判断准则 融化 冻结 如果 达到融化 达到冻结 主要方程 相变能 二、 耦合模型初步验证 点尺度验证-阿柔站能量通量 潜热: RMSE =24.3W/m2 净辐射: RMSE =18.4W/m2 显热: RMSE =42.0W/m2 二、 耦合模型初步验证 点尺度验证-阿柔站土壤温度 二、 耦合模型初步验证 点尺度验证-阿柔站土壤水分 二、 耦合模型初步验证 点尺度验证-阿柔站GPP 二、 耦合模型初步验证 点尺度验证-垭口站积雪 二、 耦合模型初步验证 流域尺度验证-八宝河土壤水分 模型模拟2013年10月土壤水分 实测2013年10月土壤水分 二、 耦合模型初步验证 流域尺度验证-出山口径流过程 NSE =0.51 RE = 9.04% NSE =0.58 RE = -10.3% 二、 耦合模型初步验证 流域尺度验证-与遥感蒸散发比较 2001-2012年平均蒸散发量 生态水文模型模拟的多年平均蒸散发量 遥感蒸散发模型ETwatch估计的多年平均蒸散发量 三、 模型初步应用 干流 (莺落峡) 降水 (mm/a) 实际蒸发（mm/a） 径流（mm/a） 479.9 310.8 总径流 地表径流 地下径流 169.0 11.0 158.0 东支 (祁连) 降水 (mm/a) 实际蒸发（mm/a） 径流（mm/a） 529.8 344.9 总径流 地表径流 地下径流 186.9 16.4 170.5 西支 (扎马什克) 降水 (mm/a) 实际蒸发（mm/a） 径流（mm/a） 485.3 304.8 总径流 地表径流 地下径流 178.3 11.2 167.1 莺落峡以上流域水量平衡要素 三、 模型初步应用 主要植被类型的水量平衡要素 云杉 及 灌木 降水 (mm/a) 实际蒸发（mm/a） 径流（mm/a） 416.8 305.7 总径流 地表径流 地下径流 112.6 0.1 112.5 草原 降水 (mm/a) 实际蒸发（mm/a） 径流（mm/a） 420.2 314.6 总径流 地表径流 地下径流 107.6 5.7 101.9 高寒草甸 降水 (mm/a) 实际蒸发（mm/a） 径流（mm/a） 497.0 320.7 总径流 地表径流 地下径流 175.2 11.4 163.8 高山稀疏植被 降水 (mm/a) 实际蒸发（mm/a） 径流（mm/a） 482.1 256.8 总径流 地表径流 地下径流 225.7 22.0 203.7 四、下一步工作 进一步完善模型，验证模型 冰冻圈过程对流域生态水文过程影响研究 植被动态生长对流域生态水文过程影响研究 过去30年流域水文过程模拟 高冰(gb03@cugb.edu.cn) School of Water Resources and Environment China University of Geosciences(Beijing) 谢谢大家.