多源降雨信息质量评估技术

多源降雨信息质量评估遇到的基本问题是各类降雨信息的空间特征不同,信息采集传输的时间频次不同和降雨真值不明。本文在地面站雨量为点降雨真值、经地面雨量站校正后的雷达观测产品反映了降雨真值的空间分布等假定基础上,提出了单点雨量、区域点雨量、面雨量、降雨空间分布和洪水预报系统产品等5个层次的多源降雨信息质量评估体系和技术。     

基于卫星的水资源监测预报技术应用与研究

基于卫星遥感的降水监测的基本方法是建立云顶温度与象素点降水的统计相关关系,同时利用卫星信息在地面雨量站点间进行雨量插值。基于气象卫星的实际蒸散发计算通过定标、大气订正、空气温度、总辐射、净辐射、显热通量等步骤计算。降雪处理的依据是降雨和地表温度。融雪计算的基础是能量平衡,融雪发生时刻用雪盖的寒冷度估算。决定土壤冻结的因素能量平衡和温度。土壤冻结逆方程可用于确定土壤解冻的深度。坡面径流以用二维扩散过程模拟。河道部分以有侧向入流的Muskingum-Cunge方法为基础。     

无定河流域水量平衡变化的模拟

利用黄土高原无定河流域1982~1991年的水文气象、土地利用、土壤质地、数字高程和NOAA-AVHRR遥感信息,建立基于土壤-植被-大气传输机理的分布式生态水文模型,模拟流域水量平衡的时空分布。研究结果发现,该流域的年平均植被指数(NDVI) 的年际变化不明显,但NDVI最大值的年际变化显著。该流域年累计NDVI与降水年总量关系不明显,说明该流域植被的生长并不完全受控于降水总量。模拟的实际蒸散量用无定河及其岔巴沟子流域实测降水与实测径流的差值进行验证,误差小于5%。整个流域模拟时段的平均降水量为372±53 mm yr-1,实际蒸散量为334±33 mm yr-1,其中蒸腾为130±21 mm yr-1,有明显的年际波动。地表径流的年际变化相对较小。蒸散发的季节变化特征与降雨基本一致,即7、8、9月雨季高,其他月份低。降水量和实际蒸散量呈现显著的空间分异性,表现出由东南(高NDVI) 向西北(低NDVI) 递减的梯度差异。地表径流的空间分异亦沿东南-西北梯度变化,但高值分散在中部。以岔巴沟子流域1991年的地表覆被度为基准,发现在全流域都覆盖上某一种植被的情况下,蒸腾和土壤蒸发的变化非常明显,地表径流和实际总蒸散的变化并不显著。只有在全流域都变成荒漠情景下,实际总蒸散才显示出较明显变化(17%),表明在西北干旱半干旱区,土地利     

黄河沿岸陕豫区土壤水分的空间变化特征及其驱动力因子分析

基于黄河沿岸陕西和河南境内的33个农业气象站从1992-2005年的实测土壤水分资料,计算了各站表层10、20和50cm各土层的多年平均植被可利用土壤水分储量,发现土壤水分储量存在明显的空间变异性。多年平均土壤水分储量呈现西北（陕北）低以及南、东南和东部（陕南和河南）高的变化态势。其中,在陕西绥德站出现水分的最低值,与黄土高原属于水分贫瘠区相对应。在河南信阳站出现水分最高值,与河南南部和陕南水分比较充沛相对应。土壤水分储量垂向分异不明显,各土层的土壤水分储量之间存在较好的相关性。通过简单线性相关分析发现,土壤水分储量与田间持水量呈现较强的正相关,与纬度呈较强的负相关。而与土壤容重、地理位置、气象要素等其他因子相关关系不显著。灌溉与土壤水分储量的相关系数比降水与土壤水分储量的相关系数大,说明该区灌溉是土壤水分的重要调节因子。通过主成分分析发现,对大多数站点而言,土壤水分变化受下垫面、气候和灌溉等的综合影响,其影响程度存在明显的空间分异性。     

鲁豫交界区流体前兆异常分析

对鲁27井、豫01井、豫11井和豫14井几近相同的下降变化进行综合分析,结果说明,鲁27井和豫01井水位下降变化与中原油田、巨野煤矿及地下水开采不存在直接关系,这种深井水位下降由区域应力异常变化导致。     

应用能量平衡方法对黄河上中游水文气象要素监测及校验

利用能量平衡方法建立能量与水平衡系统(EWBMS)对黄河上中游地区进行实时监测,并将其监测要素实际蒸散发、温度、净辐射、显热通量等与观测值比较,从而进一步说明EW'BMS的准确性和可靠性.     

无测站流域水文预测(PUB)的研究方法

根据国内外研究成果,结合自身的科研体会,借用"巧妇面临无米之炊"时可能用到的"借、替和种米"的应对逻辑,将无测站流域水文预测(Predictions in Ungauged Basins,PUB)的研究方法归纳为移植法、替代法和生成法.将移植法归类为两种,一是当研究地区没有测站资料(简称无资料)而周边某个地区有测站资料(简称有资料)时,如果有资料区的自然地理环境与研究地区相似,直接移用该有资料地区的资料到无资料区,即直接移植法;二是倘若周边不只一个区域有资料,那么就借用所有这些点的信息,采用插值法得到无资料区的资料,即间接移植法.定义替代法为如果本研究区域或者相似区域没有资料,但有可能"求出"资料的辅助信息,则挖掘这些信息的方法.将替代法分为两类,一是根据本研究区域其他信息,通过模型模拟、同化、融合、从本学科和多学科领域挖掘信息等技术,得到本研究区所需资料.二是根据其它研究区域其他信息得到本研究区所需资料,包括就地外延和对比流域法.定义生成法为通过获取第一手资料开展水文预测的方法,包括野外实验和室内实验.通过梳理PUB的这些研究途径,探索了PUB方法发展的可能突破口,旨为推动PUB的研究提供思路.