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面对当前的水文水资源问题,人类对水文水资源知识和研究的需求从未像今天这样迫切,社会的需求决定了分布式水文建模研究发展的方向。在当前形势下,其主要发展趋势将表现在以下几个方面。

(1)中尺度分布式流域水文模型是研究当前水文水资源管理中热点和难点问题的有效工具。从国内外分布式水文模型发展可以看出,在小尺度或点尺度上建立的规律或水文过程关系如何推导和扩展到大中尺度流域是建模研究的主要问题之一,探讨和研究大中尺度的水文过程规律和模型也是分布式水文模型研究的重点内容。对于当前水文学研究的热点问题和社会重大需求而言,分布式水文模型是揭示气候变化、LUCC及变化环境下的流域水文、生态响应和演变规律的有效工具,将是未来水文建模研究的重点之一,而中尺度或大尺度模拟对于研究和决策来说是最合适的尺度选择,对管理与决策更有意义。此外,能够很好模拟中尺度流域的分布式水文模型比较容易扩展到大尺度,或者小尺度流域。

(2)流域尺度生态水文过程模拟是分布式水文模型亟待加强的环节。植被在土壤水分的时空变化中扮演着重要角色,它既是土壤水分动态变化的原因之一,也受土壤水分动态变化的影响。流域水文过程的生态过程方面不仅是生态水文学关注的热点问题,也是不同尺度流域水文模型建模过程中必须考虑且富于挑战的环节,当前能够很好模拟流域尺度上生态与水文过程耦合的模型还很少。在生态水文学日益成为水文学家关注焦点的今天,流域尺度分布式水文模型中对生态过程的模拟能力是亟待加强的方面。对于中尺度分布式流域水文模型,生态过程也是流域尺度上与水文过程紧密相关的过程,比如不同植被类型对截留、土壤水和蒸发等水文环节的影响;植被在不同生长阶段对水文过程的影响,特别是在农业灌溉地区;植被的空间分布对产汇流过程的影响;植被对气候变化和波动的响应等方面。

(3)提高对灌溉、水库运行和取用水等人类活动对流域水文循环影响的耦合模拟能力是模型开发的必然选择。随着人类活动对自然系统干扰深度和广度的不断加深,流域生态水文过程越来越复杂,尤其是人口集中地区,形成了一种新的缺资料地区,大面积引水灌溉、取用地表水和地下水、水库、闸坝调度等对水文过程都产生了巨大的影响,仅仅包含坡面产汇流过程和河道演算的分布式水文模型已不能真实地描述这些地区的水文循环过程。从当前分布式水文模型发展和应用研究来看,只有包含了能够有效模拟灌区、水库、取用水和闸坝等水文过程的模型才能够满足变化环境下或剧烈人类活动影响下水资源管理的需求,深入研究和考虑人类活动在分布式水文模型中的表达和模拟是分布式水文模型研究的必然选择。

(4)提高对遥感数据的利用能力及与GIS功能耦合程度是发展的必然趋势。基于物理机制的分布式水文模型和大尺度水文模型等都需要大量时空分布数据的支持,而人工观测费时费力,使得遥感观__测的数据逐渐成为分布式水文模型中必不可少的数据之一。而且随着遥感技术的发展,多元、更为可靠和更高时空分辨率的遥感数据已经成功地应用到了地学研究领域。如今,遥感不仅能够为分布式水文模型提供DEM、土地利用/覆被、雪盖等空间信息,而且还能够利用遥感手段获取降雨时空分布、解译降水信息、遥测水位和水面变化、反演蒸散发和土壤水等水文信息,极大地丰富了模型基础数据获取的手段和数据量。因此,对于分布式水文模型,提高对遥感数据的利用能力不仅有利于获得更为丰富的时空分布水文参数,而且更能够使建立的模型在气候变化、生态水文学、水资源管理等领域以及缺资料地区都有较强的适用性;同时,面对如此浩繁的数据信息,需要专门的数据管理平台。借助于GIS功能处理并利用多源时空分布数据不仅省时省力,而且能够极大地提高模型的交互能力,为研究和决策提供更为直接的信息和过程。从当前分布式水文模型发展及应用研究来看,也都表明提高分布式水文模型对遥感数据的利用能力及与GIS平台的耦合程度是发展的必然趋势。分布式水文模型是探索和认识复杂水文循环过程与机理的有效手段,也是解决当前水文领域面临的重要问题的有效工具,已经在气候变化、LUCC、缺资料地区、生态水文学、水资源管理等领域的研究中发挥了重要作用。随着研究工作的不断深入和认识的逐步提高,也将推动分布式水文模拟理论和技术的发展。





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