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基于遥感数据反演流域降水、蒸散发等数据及其在水文模型中的应用,从学科交叉研究的角度融合了遥感技术与水文数据需求。利用遥感进行蒸散研究具有快速、准确、大区域尺度及地图可视化显示等特点,而对于区域尺度上蒸发的估算,遥感技术不仅具有常规手段无法比拟的特点,而且就目前科技水平而言,也是最为经济的手段。
论文从当前的实际需求出发,选取一个具有封闭边界的闭合流域--位于江西修河柘林水库以上部分的柘林水库流域为研究区域,以柘林水库流域蒸散、降水等信息的遥感反演、验证及其在分布式水文模型SWAT中的模拟分析为主要研究内容,开展了深入研究,主要研究工作如下:
1、利用线性回归法反演了柘林水库流域2000-2004的降水数据
以线性回归法为基础,结合CEWBMS模型,以气象卫星GMS的遥感数据为基础反演了研究区域内2000年到2004年的降水数据,同时处理分析了气象站的实测数据,并将反演数据、实测数据进行对比验证分析,得出了令人满意的降水反演效率,可将此数据用于水文模型作为输入参数;
2、基于能量平衡原理反演了柘林水库流域2000-2004年蒸散数据
根据能量平衡原理,基于CEWBMS模型,利用气象卫星GMS的遥感数据反演了研究区域内2000年到2004年的蒸散数据,并进行了相关验证分析,得出的结论认为此方法应用于长江支流修河的柘林水库流域的效率较高,可作为水文模型的输入参数;
3、基于反演数据,分析了分布式水文模型的理论基础并选择SWAT模型进行参数准备、参数校验
分析了分布式水文模型SWAT的理论基础,制作了模型的基础输入数据,并对模型进行了参数校准与验证。以反演的降水数据、蒸散数据为主要输入参数,利用SWAT模型模拟了柘林水库流域2000-2004年的产流。
4、基于反演数据,利用SWAT模型模拟分析柘林水库流域产流及其变化特征
模型运行结果与实际数据对比得出,利用遥感反演的参数输入水文模型是可行的。在此基础上,分析了2000-2004年内降水的分布特征、产流的分布特征,并根据几个假设情景进行模拟,验证分析了柘林水库流域内不同水文生态响应条件下的流域产流量及其典型影响因素,得出的结论认为在目前的基础上,该流域蒸散量总体上呈现出随着草地增加和林地减少而增加的趋势;而随着草地增加和林地减少,径流量则呈现出逐渐增大的趋势,即,在降水一定的前提下,草地增加林地减少使得产流变大、草地减少林地增加则产流变小;分析了降水量的季节变化对产流的影响,认为产流季节变化的主要影响因素是降水的季节变化,其他因素的影响有限等结论。
5、基于反演数据,研究了柘林水库库容、入流、出流的对应情况
最后对柘林水库流域的库容变化、水文及水库调度情况的吻合特征进行了分析,得出了总体上柘林水库流域的模拟入库流量、实测库容变化以及实测出库流量之间能够与预期的效果吻合,说明该模型在柘林水库流域的模拟效果较好。