基于WEP模型和TRMM_PR的唐家山堰塞湖入湖径流-水资源研究所.PDF

水 利 学 报 2011 年7 月 SHUILI XUEBAO 第42 卷 第7 期 文章编号：0559-9350（2011 ）07-0848-09 基于WEP 模型和TRMM_PR 的唐家山堰塞湖入湖径流预报 1，2 2 2 2 赵志轩 ，严登华 ，王 浩 ，贾仰文 （1. 天津大学 建筑工程学院，天津 300072 ；2. 中国水利水电科学研究院 水资源研究所，北京 100044） 摘要：为解决缺资料地区的堰塞湖入湖径流模拟预报问题，本文以2008 年5 月12汶川大地震形成的唐家山堰塞 湖为研究对象；采用分布式水文模型与热带降雨测量卫星的降雨数据（TRMM_PR ）相结合的方法，设置了3 种降 水输入模式，对堰塞湖形成期内（5 月12 日—6 月9 日）的日均入湖流量进行了模拟预报，并利用监测期内（5 月29 日—6 月9 日）入湖径流实测资料与模拟结果进行了对比。结果表明：根据气象站实测降水数据对TRMM_PR 数据 进行修正后输入模型（模式3），比将气象站实测数据直接输入模型（模式1）和将TRMM_PR 观测数据直接输入模型 （模式2 ）的模拟结果要好。本文的模拟结果表明，分布式水文模型可以和星载雷达测雨数据相结合可有效弥补因 气象站点过于稀疏、单站控制面积过大造成的资料缺乏问题，而利用气象站点观测数据对TRMM_PR 数据进行修 正可以有效改善模型的降水输入，从而可以提高入湖径流预报精度。 关键词：缺资料流域；径流预报；WEP 模型；TRMM ；唐家山堰塞湖 中图分类号：P333 文献标识码：A 观测资料在很大程度上决定了水文情势预测预报的精度。然而，世界上特别是广大发展中国家 仍存在较多的无（缺）资料区域，另一方面，全球气候变化和人类水土资源开发活动使得许多长系列 ［1］ 水文资料丧失了水文连续性而成为新的缺资料流域水文模拟预报（PUB ）问题 。分布式水文模型从水 循环的动力学机制来描述流域水文过程，将水循环的各要素过程联系起来进行详细模拟，并可根据 水移动介质的物理特性推定模型参数，这有助于保证它的精度、消除预报不确定性。同时，它能有 ［2 ］ 效地利用遥感技术提供的大量空间信息 ，可在一定程度上弥补地面观测数据的不足，并为分布式水 文模型的参数率定和模型校验创造条件，使得该类模型具备了应用到缺资料流域径流模拟预报的潜 ［3 ］ 力 。本文从流域水循环的物理机制着手，以计算机技术和地理信息系统为关键数据处理平台，以位 于涪江流域的唐家山堰塞湖入湖流量及堰前水位模拟预报为应用实例，构建适用于该区域的分布式 水文模拟模型，并利用流域内4 个水文站1976—1980年的逐月径流实测资料，对模型参数进行率定， 最后结合热带降雨测量卫星的星载雷达测雨数据（TRMM_PR），对日均入湖径流量进行模拟预报。 1 研究区概况 5.12汶川地震在四川省北川、平武、绵竹等9 个县形成了33 个堰塞湖，其中北川唐家山堰塞湖 2 最大，位于涪江上游支流通口河，上游集雨面积3 530.5km ，下游由将军石水文站控制。堰顶最低高 3 程为750.2m ，相应的堰高82.8m ，堰顶以下库容约3.2 亿m ，若堰坝溃决，将严重威胁下游130万人 民群众的生命财产安全。堰塞湖入湖径流量的模拟预报，是制定应急处置措施和下游人员转移安置 方案的重要依据。 根据唐家山堰塞湖位置和流域气象水文站点分布情况，选定涪江（绵阳以上）流域为研究区域， 收稿日期：2009-08-20 基金项目：国家科技支撑计划重大项目（2006BAB04A08 ） 作者简介：赵志轩（1983-），男，河北安平人，博士生，主要从事水文水资源与生态水文研究。E