水文循环模拟中下垫面参数化方法综述_赵玲玲水文循环模拟中下垫面参数化方法综述_赵玲玲.pdfVIP

第71 卷第7 期 地 理 学 报 Vol.71, No.7 2016 年7 月 ACTA GEOGRAPHICA SINICA July, 2016 水文循环模拟中下垫面参数化方法综述 1, 2 2, 3 4 4 2 5 赵玲玲 ，刘昌明 ，吴潇潇 ，刘丽红 ，王中根 ，苏 磊 （1. 广州地理研究所广东省地理空间信息技术与应用公共实验室，广州510070 ； 2. 中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地水循环及地表过程重点实验室，北京 100101； 3. 北京师范大学水科学研究院，北京 100875；4. 安徽理工大学地球与环境学院，淮南232001 ； 5. 波兰亚当密茨凯维支大学自然地理与环境规划学院，波兹南61-608） 摘要：针对水文循环模拟中地形、土地利用覆被等流域下垫面参数化方法众多，且模拟效果相 差较大的现状。本文首先根据水文循环模拟中产汇流原理，对常用水文循环模拟中产汇流模 拟方法进行汇总和分类；在此基础上，对产流模拟中的降水径流相关系数法、蓄满产流和超渗 产流等及汇流模拟中的等流时线、单位线、圣维南方程、马斯京根法等主要模拟方法中地形、土 地利用覆被和土壤类型参数化方法进行分析和讨论；根据其中流域地形、土地利用覆被和土壤 类型参数化方法对机理过程的描述程度，将其分为无明确表示类、率定型参数类、确定型参数 类、物理过程表达类；进而阐明不同参数化方法中流域地形、土地利用覆被和土壤类型对水文 循环模拟结果的响应和贡献。最后回归模型本质，阐述水文循环模拟中流域下垫面参数化方 法中存在经验关系对复杂机理简单表述的合理性和物理机理过程描述的欠缺性问题，并预估 未来水文循环模拟中下垫面参数化方法朝着简洁实用化和复杂机理化两个方向发展。 关键词：水文循环模拟；流域地形；土地利用覆被；流域特征；参数化方法 DOI: 10.11821/dlxb201607001 1 引言 自然界水循环系统是一个多环节的庞大动态系统，水循环基础研究从最初降水、蒸 发、截留、下渗、径流等单一过程实验观测开始[1] 。20 世纪50 年代中期，开始将流域水 循环作为完整的系统来研究，随后提出了 “流域水文模型”概念，综合研究流域水循环 的多过程及其相互作用。流域水循环模拟是应用物理数学及水文学知识，将流域概化成 系统，根据输入条件 （降雨、流域的蒸散发能力、下垫面等）对流域水文过程进行模 [2] 。水循环模拟是水资源评价、配 拟，进而求出输出结果 （流域出口断面的流量过程等） 置、管理和决策的基础，在防洪减灾、水土流失、水资源开发利用、水环境保护、水生 收稿日期：2015-11-08; 修订日期：2016-03-28 基金项目：国家自然科学基金项目; 广东省水利科技创新项目(2014- 14, 2016- 14); 广东省自然科学基金 项目(2015A030310234); 广东省科学院优秀青年科技人才基金项目(rcjj201303); 广东省科学院平台环境 与能力建设专项资金项目(2016GDASPT-0210, 2016GDASPT-0301) [Foundation: National Natural Science Foundation of China, No Water Conservancy Science and Technology Innovation Project of Guangdong Provincial Water Resources Department, No.2014- 14, No.2016- 14; Natural Fund of Guangdong Province, No.2015A030310234; Youth Talent Fund of Guangdo