水文模型模擬預(yù)報(bào)的多源數(shù)據(jù)同化方法及應(yīng)用研究進(jìn)展

劉永偉，王 文，劉元波，凌 哲，劉 慶

(1.中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所流域地理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210008；2.河海大學(xué)水文水資源與水利工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210098；3.江蘇省水利工程規(guī)劃辦公室，江蘇 南京 210029； 4.江西省水利規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，江西 南昌 330029)

水資源的科學(xué)管理、調(diào)控是以流域水文循環(huán)過程及其演變規(guī)律的規(guī)律識(shí)別和水文情勢(shì)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)為基礎(chǔ)的，而水文循環(huán)過程的規(guī)律識(shí)別和水文情勢(shì)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)均主要依賴于流域水文模型的模擬預(yù)報(bào)。水文模型模擬預(yù)報(bào)經(jīng)歷了由經(jīng)驗(yàn)方法—具有系統(tǒng)理論概念的黑箱子水文模型—融合物理概念和經(jīng)驗(yàn)概化的概念性水文模型—具有物理機(jī)制的分布式水文模型的發(fā)展過程，模型結(jié)構(gòu)在水文物理過程精細(xì)化描述方面不斷完善[1]。然而，分布式水文模型通常需要大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)和水文過程參數(shù)，致使單純依靠傳統(tǒng)觀測(cè)手段難以滿足模型的相關(guān)要求，成為限制分布式水文模型模擬預(yù)報(bào)能力提高的瓶頸。

近年來，多源觀測(cè)技術(shù)，尤其是衛(wèi)星遙感技術(shù)快速發(fā)展[2]，借助衛(wèi)星遙感技術(shù)可直接或間接地獲得流域的氣象要素及下墊面特征信息(如降雨、流域土壤濕度分布等)，為分布式水文模型提供了更為豐富的數(shù)據(jù)信息。將不同來源、不同時(shí)間、不同空間分辨率的遙感和地面觀測(cè)信息(即多源數(shù)據(jù))同化到水文模型模擬預(yù)報(bào)過程中，成為提高模型模擬預(yù)報(bào)精度和可靠性的有效途徑[3-4]，也是目前水文過程模擬預(yù)報(bào)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和前沿問題之一[5]。……