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蒸发是水文循环中的重要组成部分之一,但是一般的水文模型通常采用蒸发皿观测资料作为模型的输入,而观测资料一般是空间某个点上的时间资料,缺乏考虑流域下垫面地形、植被覆盖的空间差异性对蒸散发能力的影响。
1985年,Shuttleworth和Wallace研制了用于计算稀疏植被蒸腾量和土壤蒸发的双层模型,或称双源模型,该模型分别对冠层和土壤表面进行能量平衡计算,并考虑了叶面积指数和土壤水分状况对蒸散发的影响。很多研究学者验证了Shuttleworth-Wallace蒸发模块,发现模拟结果很好。混合产流模型则是通过流域蓄水容量曲线与下渗能力曲线的结合达到蓄满产流与超渗产流模式的有机结合的一种模型,并利用了数字高程模型计算的结果,它适用于半干旱半湿润地区。
本研究采用具有物理基础的Shuttleworth-Wallace蒸发模块计算流域蒸散发能力并与混合产流模型耦合,对西辽河老哈河流域甸子站控制的集水区域的日径流过程进行模拟,以此验证Shuttleworth-Wallace蒸发模块与水文模型耦合的可行性。耦合中针对以月为单位的PET值解集成日序列的问题,本研究采用了平均解集和傅立叶解集两种方法,并对采用这两种方法进行耦合的模型模拟结果作了比较,结果表明傅立叶解集耦合模型的模拟结果只是略好于平均解集方法,所以针对蒸散发解集的问题,平均解集的方法一般能满足水文模型的需要。
分析比较耦合后模型的径流模拟结果与原混合产流模型的径流模拟结果,结果表明耦合后模型的模拟结果要明显的好于原混合产流模型,这也表明Shuttleworth-Wallace蒸发模块与水文模型耦合的可行性,其计算的PET值完全可以应用到水文模型中。