VIC大尺度陆面水文模型在中国区域的应用
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
湖南大学 硕士学位论文 VIC大尺度陆面水文模型在中国区域的应用 姓名：刘谦 申请学位级别：硕士 专业：计算数学 指导教师：曾金平;谢正辉
20040425
硕士学位论文
摘要
本研究以大尺度陆面水文税型ＶＩＣ为基础，校拟中国区域内各流域的径流分 布情况。基于５０×５０ｋｉｎ２网格分辨率，将全陶划分为４３５５个网格，结合１．２５力全 国数字高程模型、土地利用、植被和土壤分类等地理信息，确定中陶区域内运行 ＶＴＣ模型所需参数。ＶＩＣ模型中新的地表径流参数化方案考虑了蓄满产流、超渗 产流机制，以及土壤性质非均匀性对产流的影响。本研究将该参数化方案应用到 整个中国区域，定性分析模型计算的水资源量在全国空间分布上的合理性，结果 表明模拟的平均年径流量与观测的平均年降雨量在空间分布上具有较好的一致 性。为了检验ＶＩＣ模型的模拟性能，本研究选取淮河和黄河流域作为研究对象， 结合汇流模型，利用单位线法计算坡面汇流，线性圣维南方法计算河道汇流，将 流域内各网格中模拟的日径流汇至流域出口断面，然后将ＶＩＣ模型模拟的月流量 过程与相应的水文站实测月流量资料进行比较，结果表明该模型对径流的模拟具 有一定的合理性与适应性。
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅⅥＣ ｍｏｄｅｌ．ｓｔｒｅａｍｆｌｏｗ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｉＳ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｉｎ ｃａｔｃｈｍｅｎｔｓ
ｗｉｔｈｉｎ Ｈｕａｉｈｅ ａｎｄ Ｙｅｌｌｏｗ Ｒｉｖｅｒ Ｂａｓｉｎｓ、ｗｈｅｒｅ ａ ｒｏｕｔｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｕｎｉｔ ｈｙｄｒｏｇｒａｐｈ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｏｖｅｒｌａｎｄ ｆｌｏｗ ａｎｄ ｔｈｅ ｌｉｎｅａｒ Ｓａｉｎｔ—Ｖｅｎａｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｃｈａｎｎｅｌ ｆｌｏｗ ｉＳ ＵＳｅｄ ｔｏ ｒｏｕｔｅ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｄａｉｌｙ ｒｕｎｏｆｆ ｔｏ ｔｈｅ ｏｕｔｌｅｔ ｏｆ ｅａｃｈ ｃａｔｃｈｍｅｎｔ．Ｔｈｅｎ， ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｍｏｎｔｈｌｙ ｎｌｎｏ行ｏｆ ＶＩＣ ｊｓ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｍｏｎｔｈｌｙ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｓｔｒｅａｍｆｌｏｗ
度。
此外，本研究将ＶＩＣ模型与区域气候模式ＰＲＥＣＩＳ相结合，预测气候变化对 中国水资源的影响。根据ＰＲＥＣＩＳ模式在基准年（１９６１～１９９０年）、ＩＰＣＣ温室气体
释放情景特别报告ＳＲＥＳ中Ａ２情景下（２０７１～２０７９年），及Ｂ２情景－ｆｆ（２０７１～２０９０
年）的输出结果，利用ＶＩＣ模型模拟上述三种气候情景下全国各省多年平均径流深 变化情况。结果表明在Ａ２和Ｂ２情景中尽管降雨有所增加，但与基准年相比，模 拟的平均年径流深在北方减少，而在南方增加，说明气候变化将进一步加剧我国 洪涝灾害的状况。
ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．ｓｏｍｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｉｎ ＶＩＣ ｈａｖｅ ｔｏ ｂｅ ｃａｌｉｂｒａｔｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｓｔｒｅａｍｆｌｏｗ ｄａｔａ Ｔｏ ｃａｌｉｂｒａｔｅ ｍｏｄｅｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｗｈｅｒｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｄａｔａ ｉＳ ｕｎａｖａｉｌａｂｌｅ，ａ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｍｏｄｅｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔＯ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｍｏｄｅｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｆｒｏｍ ｄａｔａ－ｒｉｃｈ ａｒｅａｓ ｔｏ ｄａｔａ－ｓｐａｒｓｅ ａｒｅａｓ Ａｓ ａ ｆｉｒｓｔ ａｔｔｅｍｐｔ ｔｏ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｐａｒａｍｅｔｅｒ，ｔｈｅ ｌａｎｄ ａｒｅａ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ｉｓ ｇｒｏｕｐｅｄ ｂｙ ｃｌｉｍａｔｅ ｚｏｎｅｓ Ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ
Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ＶＩＣ ｍｏｄｅｌ；Ｒｏｕｔｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ；Ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ；Ｃｌｉｍａｔｅ ｃｈａｎｇｅ
Ⅲ
湖南大学
学位论文原创性声明
本人郊重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取 得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个 人祁集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果 由本人承担。
ｗｅｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ＩＰＣＣ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｒｅｐｏｒｔ ｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ Ｓｃｅｎａｒｉｏｓ（ｓＲＥｓ），ｔｈｅ ＶＩＣ
ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｒｕｎｏｆｆ ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｅａｃｈ ｐｒｏｖｉｎｃｅ ｏｆ Ｃｈｉｎａ
作者虢例许， 隰训年物中日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学
校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查
阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关
数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位
论文。
本学位论文属于
１、保密口，在
年解密后适用本授权书。
２、不保密团。
（请在以上相应方框内打“√”）
作者签名：
导师签名：
娄吖 别游啼 导师签名： 萨，＿
日期：沙砷年≯月雄旧
日期：名Biblioteka Baidu年≥月才日
日期：加Ｕ年年月２，日
硕士学位论文
第ｌ章绪论
陆面过程是指能够影响气候变化的发生在陆地表面和土壤中控制地气之间动 量、热量及水分交换的那些过程，主要包括以下几个方面：地面上的热力过程， 包括发生在大气、植被和土壤表面的辐射过程，土壤和植被与大气间的感热和潜 热交换；地面上的动量交换，如地面对风的摩擦和植被的阻挡等；地面上的水文 过程，如大气降水、蒸发、植物的蒸腾、凝结、地表径流、冰雪的融化和冻结等； 地表与大气间的物质交换，如气体、气溶胶和烟尘的向上输送，及大气悬垂物的 沉落；地面以下土壤的热传导和气隙中的热输送：地下的水文过程，如地面水的 渗漏、深层水的上吸、植物根系的吸收，和地下水流等。这些过程受大气环流和 气候的影响，反过来又影响大气的运动。
×５０ｋｍ‘ｆｏｒ ｅａｃｈ ｃｅｌｌ Ｍｏｓｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｎｅｅｄｅｄ ｂｙ ＶＩＣ ａｒｅ ｄｅｒｉｖｅｄ ｆｒｏｍ
ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｓｕｃｈ ａｓ ｔｈｅ ｌ：２５０ ０００ ｄｉｇｉｔａｌ ｅｌｅｖａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｄａｔａ，ｌａｎｄ ｌｌｓｅ， ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｏｉｌ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｔｈｅ Ｖ１Ｃ ｍｏｄｅｌ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ａ ｎｅｗ ＳＨＦｆａｃｅ ｒＨｎｏｆｆ ｐａｒａｍｅｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ．ｗｈｉｃｈ ｔａｋｅｓ ｉｎｔｏ ａｃｃｏｕｎｔ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｏｌｉ ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙ ｏｎ Ｈｏｒｔｏｎ ａｎｄ Ｄｕｎｎｅ ｌ＇ＵｆｌＯｉｆ，ｉＳ ａｐｐｌｉｅｄ ｔＯ ｒｕｎｏｆＦ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｖｅｒ ｔｈｅ ｍａｉｎｌａｎｄ ａｒｅａ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｐａｔｉａｌ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｍｅａｎ ａｎｎｕａｌ ｒｕｎｏｆｆ ａｎｄ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ａｒｅ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｗｉｔｈ ｅａｃｈ ｏｔｈｅｒ Ｔｏ ｔｅｓｔ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌｉｎｇ
ａｒｅ ｃａｌｉｂｒａｔｅｄ ｆｏｒ ｓｏｍｅ ｃａｔｃｈｍｅｎｔｓ ｗｉｔｈｉｎ ｚｏｎｅｓ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄ ｔｏ ｏｔｈｅｒ
ｃａｔｃｈｍｅｎｔｓ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ｓｉｍｉｌａｒ ｚｏｎｅｓ ｔｏ ｖａｌｉｄａｔｅ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ Ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｓｃｈｅｍｅ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｓ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃａｓｅ ｏｆｕｓｉｎｇ ｕｎｉｆｏｒｍ ｍｏｄｅｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｔｏ ｄａｔａ－ｓｐａｒｓｅ ａｒｅａｓ ｉｎ ｐｒｅｖｉｏｕｓ ｗｏｒｋ．
Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ ＶＩＣ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｃｏｕｐｌｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ Ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ Ｒｅｇｉｏｎａｌ Ｃｌｉｍａｔｅ ｆｏｒ
Ｉｍｐａｃｔｓ Ｓｔｕｄｉｅｓ（ＰＲＥＣＩＳ）ｒｅｇｉｏｎａｌ ｃｌｉｍａｔｅ ｍｏｄｅｌ ｔｏ ｐｒｅｄｉｃｔ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃｌｉｍａｔｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｎ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ Ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｆｒｏｍ ＰＲＥＣＩＳ ｏｎ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｙｅａｒｓ（１９６１－１９９０），Ａ２ ｆ２０７１～２０７９）ｓｃｅｎａｒｉｏ ａｎｄ Ｂ２（２０７１～２０９０）ｓｃｅｎａｒｉｏ，ｗｈｉｃｈ
尽管ⅥＣ模型中绝大多数参数都可通过地理信息来确定，但一些敏感性参数 还须通过观测的流量资料来标定。为了标定无资料地区的模型参数，本研究介绍 了一种参数移植方法将资料丰富地区的参数移植到资料匮乏区域。该方案将全国 划分为不同的气候区域，然后选取各气候区中的部分子流域进行参数的率定，并 将结果移植到同类气候区的其它流域，以检验参数移植后模型的模拟性能。与以 往工作中对无资料区域选取统一参数相比，该参数移植方案可提高模型的模拟精
ＩＩ
ｉｎ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｔｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｌｉｍａｔｅ ｓｃｅｎａｒｉｏｓ Ｋｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃａｓｅ ｉｎ ｏｉｌ ｒｅｆｅｔｅｎｅｅ ｙｅａｒｓ．ｍｅａｎ ａｎｎｕａｌ ｒｕｎｏｆｆ ｕｎｄｅｒ Ａ２ ａｎｄ Ｂ２ ｓｃｅｎａｒｉｏｓ ｉｓ ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ ｔｏ ｂｅ ａ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｉｎ ｔｈｅ ｎｏｒｔｈ ａｎｄ ａｎ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｉｎ ｔｈｅ ｓｏｕｔｈ ｏｆ Ｃｈｉｎａ ｉｎ ｓｐｉｔｅ ｏｆ ａ ｒｉｓｅ ｉｎ 口ｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｍｏｒｅ ｓｅｒｉｏｕｓ ａｎｄ ｆｒｅｑｕｅｎｔ ｆｌｏｏｄｓ ａｎｄ ｄｒｏｕｇｈｔ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｏｆＣｈｉｎａ
陆面过程模式中物理过程的描述主要考虑了能量收支平衡和水分收支平衡。
所有陆面模式描述的都是垂向一维陆一气间水分和能量的交换过程，水平方向
上假定是均匀的。对于陆面水分收支过程，降水一部分被植被叶面截流，一部分 直接降落到地面。叶子截流的降水一部分用于蒸发，另一部分滴落到地面，与直 接降落到地面的降水一起渗入土壤中或形成地表径流。土壤中的水和叶面上截流 的水通过蒸发返回大气，植被的根系从土壤中抽吸水分，再由叶面向大气蒸腾水 汽。这样形成了一个大气——陆表水分循环圈（见图１．１）。水分循环不仅决定了 水的分布和平衡，还通过蒸发和降水过程，对能量的再分配起着决定性作用。
ａｔ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｅｄ ｇａｕｇｅ ｓｔａｔｉｏｎｓ．Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｃａｎ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ
ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ Ｇｅｎｅｒａｌｌｙ，ａｌｔｈｏｕｇｈ ｍｏｓｔ ｏｆ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｃａｒｔ ｂｅ ｄｅｄｕｃｅｄ ｆｒｏｍ ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ
关键词：ＶＩＣ模型；汇流模型；参数移植；气候变化
：——。：：——：：坚堇星塑堕垒耋塑塑垦里垫墼堡旦
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ａｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｖａｒｉａｂｌｅ ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ（ＶＩＣ）
ｍａｃｒｏ—ｓｃａｌｅ ｌａｎｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｔＯ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｆｔｌｎｏｆｆ ｆｏｒ ｒｉｖｅｒ ｂａｓｉｎｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ Ｔｈｅ ｅｎｔｉｒｅ ｌａｎｄ ａｒｅａ ｏｆＣｈｉｎａ ｉＳ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｂｙ ４３５５ ｃｅｌｌｓ ｗｉｔｈ ａ ｓｐａｔｉａｌ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ５０
20040425
硕士学位论文
摘要
本研究以大尺度陆面水文税型ＶＩＣ为基础，校拟中国区域内各流域的径流分 布情况。基于５０×５０ｋｉｎ２网格分辨率，将全陶划分为４３５５个网格，结合１．２５力全 国数字高程模型、土地利用、植被和土壤分类等地理信息，确定中陶区域内运行 ＶＴＣ模型所需参数。ＶＩＣ模型中新的地表径流参数化方案考虑了蓄满产流、超渗 产流机制，以及土壤性质非均匀性对产流的影响。本研究将该参数化方案应用到 整个中国区域，定性分析模型计算的水资源量在全国空间分布上的合理性，结果 表明模拟的平均年径流量与观测的平均年降雨量在空间分布上具有较好的一致 性。为了检验ＶＩＣ模型的模拟性能，本研究选取淮河和黄河流域作为研究对象， 结合汇流模型，利用单位线法计算坡面汇流，线性圣维南方法计算河道汇流，将 流域内各网格中模拟的日径流汇至流域出口断面，然后将ＶＩＣ模型模拟的月流量 过程与相应的水文站实测月流量资料进行比较，结果表明该模型对径流的模拟具 有一定的合理性与适应性。
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅⅥＣ ｍｏｄｅｌ．ｓｔｒｅａｍｆｌｏｗ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｉＳ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｉｎ ｃａｔｃｈｍｅｎｔｓ
ｗｉｔｈｉｎ Ｈｕａｉｈｅ ａｎｄ Ｙｅｌｌｏｗ Ｒｉｖｅｒ Ｂａｓｉｎｓ、ｗｈｅｒｅ ａ ｒｏｕｔｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｕｎｉｔ ｈｙｄｒｏｇｒａｐｈ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｏｖｅｒｌａｎｄ ｆｌｏｗ ａｎｄ ｔｈｅ ｌｉｎｅａｒ Ｓａｉｎｔ—Ｖｅｎａｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｃｈａｎｎｅｌ ｆｌｏｗ ｉＳ ＵＳｅｄ ｔｏ ｒｏｕｔｅ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｄａｉｌｙ ｒｕｎｏｆｆ ｔｏ ｔｈｅ ｏｕｔｌｅｔ ｏｆ ｅａｃｈ ｃａｔｃｈｍｅｎｔ．Ｔｈｅｎ， ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｍｏｎｔｈｌｙ ｎｌｎｏ行ｏｆ ＶＩＣ ｊｓ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｍｏｎｔｈｌｙ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｓｔｒｅａｍｆｌｏｗ
度。
此外，本研究将ＶＩＣ模型与区域气候模式ＰＲＥＣＩＳ相结合，预测气候变化对 中国水资源的影响。根据ＰＲＥＣＩＳ模式在基准年（１９６１～１９９０年）、ＩＰＣＣ温室气体
释放情景特别报告ＳＲＥＳ中Ａ２情景下（２０７１～２０７９年），及Ｂ２情景－ｆｆ（２０７１～２０９０
年）的输出结果，利用ＶＩＣ模型模拟上述三种气候情景下全国各省多年平均径流深 变化情况。结果表明在Ａ２和Ｂ２情景中尽管降雨有所增加，但与基准年相比，模 拟的平均年径流深在北方减少，而在南方增加，说明气候变化将进一步加剧我国 洪涝灾害的状况。
ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．ｓｏｍｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｉｎ ＶＩＣ ｈａｖｅ ｔｏ ｂｅ ｃａｌｉｂｒａｔｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｓｔｒｅａｍｆｌｏｗ ｄａｔａ Ｔｏ ｃａｌｉｂｒａｔｅ ｍｏｄｅｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｗｈｅｒｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｄａｔａ ｉＳ ｕｎａｖａｉｌａｂｌｅ，ａ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｍｏｄｅｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔＯ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｍｏｄｅｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｆｒｏｍ ｄａｔａ－ｒｉｃｈ ａｒｅａｓ ｔｏ ｄａｔａ－ｓｐａｒｓｅ ａｒｅａｓ Ａｓ ａ ｆｉｒｓｔ ａｔｔｅｍｐｔ ｔｏ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｐａｒａｍｅｔｅｒ，ｔｈｅ ｌａｎｄ ａｒｅａ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ｉｓ ｇｒｏｕｐｅｄ ｂｙ ｃｌｉｍａｔｅ ｚｏｎｅｓ Ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ
Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ＶＩＣ ｍｏｄｅｌ；Ｒｏｕｔｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ；Ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ；Ｃｌｉｍａｔｅ ｃｈａｎｇｅ
Ⅲ
湖南大学
学位论文原创性声明
本人郊重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取 得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个 人祁集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果 由本人承担。
ｗｅｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ＩＰＣＣ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｒｅｐｏｒｔ ｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ Ｓｃｅｎａｒｉｏｓ（ｓＲＥｓ），ｔｈｅ ＶＩＣ
ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｒｕｎｏｆｆ ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｅａｃｈ ｐｒｏｖｉｎｃｅ ｏｆ Ｃｈｉｎａ
作者虢例许， 隰训年物中日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学
校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查
阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关
数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位
论文。
本学位论文属于
１、保密口，在
年解密后适用本授权书。
２、不保密团。
（请在以上相应方框内打“√”）
作者签名：
导师签名：
娄吖 别游啼 导师签名： 萨，＿
日期：沙砷年≯月雄旧
日期：名Biblioteka Baidu年≥月才日
日期：加Ｕ年年月２，日
硕士学位论文
第ｌ章绪论
陆面过程是指能够影响气候变化的发生在陆地表面和土壤中控制地气之间动 量、热量及水分交换的那些过程，主要包括以下几个方面：地面上的热力过程， 包括发生在大气、植被和土壤表面的辐射过程，土壤和植被与大气间的感热和潜 热交换；地面上的动量交换，如地面对风的摩擦和植被的阻挡等；地面上的水文 过程，如大气降水、蒸发、植物的蒸腾、凝结、地表径流、冰雪的融化和冻结等； 地表与大气间的物质交换，如气体、气溶胶和烟尘的向上输送，及大气悬垂物的 沉落；地面以下土壤的热传导和气隙中的热输送：地下的水文过程，如地面水的 渗漏、深层水的上吸、植物根系的吸收，和地下水流等。这些过程受大气环流和 气候的影响，反过来又影响大气的运动。
×５０ｋｍ‘ｆｏｒ ｅａｃｈ ｃｅｌｌ Ｍｏｓｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｎｅｅｄｅｄ ｂｙ ＶＩＣ ａｒｅ ｄｅｒｉｖｅｄ ｆｒｏｍ
ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｓｕｃｈ ａｓ ｔｈｅ ｌ：２５０ ０００ ｄｉｇｉｔａｌ ｅｌｅｖａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｄａｔａ，ｌａｎｄ ｌｌｓｅ， ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｏｉｌ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｔｈｅ Ｖ１Ｃ ｍｏｄｅｌ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ａ ｎｅｗ ＳＨＦｆａｃｅ ｒＨｎｏｆｆ ｐａｒａｍｅｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ．ｗｈｉｃｈ ｔａｋｅｓ ｉｎｔｏ ａｃｃｏｕｎｔ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｏｌｉ ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙ ｏｎ Ｈｏｒｔｏｎ ａｎｄ Ｄｕｎｎｅ ｌ＇ＵｆｌＯｉｆ，ｉＳ ａｐｐｌｉｅｄ ｔＯ ｒｕｎｏｆＦ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｖｅｒ ｔｈｅ ｍａｉｎｌａｎｄ ａｒｅａ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｐａｔｉａｌ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｍｅａｎ ａｎｎｕａｌ ｒｕｎｏｆｆ ａｎｄ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ａｒｅ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｗｉｔｈ ｅａｃｈ ｏｔｈｅｒ Ｔｏ ｔｅｓｔ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌｉｎｇ
ａｒｅ ｃａｌｉｂｒａｔｅｄ ｆｏｒ ｓｏｍｅ ｃａｔｃｈｍｅｎｔｓ ｗｉｔｈｉｎ ｚｏｎｅｓ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄ ｔｏ ｏｔｈｅｒ
ｃａｔｃｈｍｅｎｔｓ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ｓｉｍｉｌａｒ ｚｏｎｅｓ ｔｏ ｖａｌｉｄａｔｅ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ Ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｓｃｈｅｍｅ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｓ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃａｓｅ ｏｆｕｓｉｎｇ ｕｎｉｆｏｒｍ ｍｏｄｅｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｔｏ ｄａｔａ－ｓｐａｒｓｅ ａｒｅａｓ ｉｎ ｐｒｅｖｉｏｕｓ ｗｏｒｋ．
Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ ＶＩＣ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｃｏｕｐｌｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ Ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ Ｒｅｇｉｏｎａｌ Ｃｌｉｍａｔｅ ｆｏｒ
Ｉｍｐａｃｔｓ Ｓｔｕｄｉｅｓ（ＰＲＥＣＩＳ）ｒｅｇｉｏｎａｌ ｃｌｉｍａｔｅ ｍｏｄｅｌ ｔｏ ｐｒｅｄｉｃｔ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃｌｉｍａｔｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｎ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ Ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｆｒｏｍ ＰＲＥＣＩＳ ｏｎ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｙｅａｒｓ（１９６１－１９９０），Ａ２ ｆ２０７１～２０７９）ｓｃｅｎａｒｉｏ ａｎｄ Ｂ２（２０７１～２０９０）ｓｃｅｎａｒｉｏ，ｗｈｉｃｈ
尽管ⅥＣ模型中绝大多数参数都可通过地理信息来确定，但一些敏感性参数 还须通过观测的流量资料来标定。为了标定无资料地区的模型参数，本研究介绍 了一种参数移植方法将资料丰富地区的参数移植到资料匮乏区域。该方案将全国 划分为不同的气候区域，然后选取各气候区中的部分子流域进行参数的率定，并 将结果移植到同类气候区的其它流域，以检验参数移植后模型的模拟性能。与以 往工作中对无资料区域选取统一参数相比，该参数移植方案可提高模型的模拟精
ＩＩ
ｉｎ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｔｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｌｉｍａｔｅ ｓｃｅｎａｒｉｏｓ Ｋｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃａｓｅ ｉｎ ｏｉｌ ｒｅｆｅｔｅｎｅｅ ｙｅａｒｓ．ｍｅａｎ ａｎｎｕａｌ ｒｕｎｏｆｆ ｕｎｄｅｒ Ａ２ ａｎｄ Ｂ２ ｓｃｅｎａｒｉｏｓ ｉｓ ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ ｔｏ ｂｅ ａ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｉｎ ｔｈｅ ｎｏｒｔｈ ａｎｄ ａｎ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｉｎ ｔｈｅ ｓｏｕｔｈ ｏｆ Ｃｈｉｎａ ｉｎ ｓｐｉｔｅ ｏｆ ａ ｒｉｓｅ ｉｎ 口ｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｍｏｒｅ ｓｅｒｉｏｕｓ ａｎｄ ｆｒｅｑｕｅｎｔ ｆｌｏｏｄｓ ａｎｄ ｄｒｏｕｇｈｔ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｏｆＣｈｉｎａ
陆面过程模式中物理过程的描述主要考虑了能量收支平衡和水分收支平衡。
所有陆面模式描述的都是垂向一维陆一气间水分和能量的交换过程，水平方向
上假定是均匀的。对于陆面水分收支过程，降水一部分被植被叶面截流，一部分 直接降落到地面。叶子截流的降水一部分用于蒸发，另一部分滴落到地面，与直 接降落到地面的降水一起渗入土壤中或形成地表径流。土壤中的水和叶面上截流 的水通过蒸发返回大气，植被的根系从土壤中抽吸水分，再由叶面向大气蒸腾水 汽。这样形成了一个大气——陆表水分循环圈（见图１．１）。水分循环不仅决定了 水的分布和平衡，还通过蒸发和降水过程，对能量的再分配起着决定性作用。
ａｔ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｅｄ ｇａｕｇｅ ｓｔａｔｉｏｎｓ．Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｃａｎ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ
ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ Ｇｅｎｅｒａｌｌｙ，ａｌｔｈｏｕｇｈ ｍｏｓｔ ｏｆ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｃａｒｔ ｂｅ ｄｅｄｕｃｅｄ ｆｒｏｍ ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ
关键词：ＶＩＣ模型；汇流模型；参数移植；气候变化
：——。：：——：：坚堇星塑堕垒耋塑塑垦里垫墼堡旦
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ａｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｖａｒｉａｂｌｅ ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ（ＶＩＣ）
ｍａｃｒｏ—ｓｃａｌｅ ｌａｎｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｔＯ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｆｔｌｎｏｆｆ ｆｏｒ ｒｉｖｅｒ ｂａｓｉｎｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ Ｔｈｅ ｅｎｔｉｒｅ ｌａｎｄ ａｒｅａ ｏｆＣｈｉｎａ ｉＳ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｂｙ ４３５５ ｃｅｌｌｓ ｗｉｔｈ ａ ｓｐａｔｉａｌ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ５０