卫星降水数据的适用性研究及其径流模拟

发布时间：2020-04-08 02:06

【摘要】：由于我国降雨时空分布极不均衡、空间分布范围较广和暴雨相对集中等特点,中国每年都有数以百万计的人在遭受着不同程度的暴雨、洪灾影响,因此,如何及时获得可靠的降水数据、以及进一步获得暴雨空间分布和流域出口断面径流量等自然灾害下的水文数据具有关键作用,是更有效的应对和处理此类灾害在有效途径。本文通过对TRMM 3b42卫星及其继承者GPM IMERG卫星降水数据进行了适用性评价,并进一步基于卫星降水数据进行了暴雨的时空分析,最后将基于地理校正模型校正之后的卫星降水数据分别应用到长江中上游和汉北河流域的水文径流预报中,其结果显示:(1)TRMM 3b42卫星及其继承者GPM IMERG卫星降水数据在湖北省范围1小时、1日时间尺度的点降水、面平均降水的适用性良好,其中,TRMM3b42和GPM IMERG分别对地面雨量站实测降水存在低估和高估的现象;卫星数据的在1日尺度上的相关性均较1小时尺度、面平均降水较点降水的相关性有大幅提升;但是除探测率、相关系数之外,GPMIMERG相较于TRMM3b42的其他指标上有均有不同程度的下降。(2)基于GPM IMERG卫星降水数据的EOF分析方法所识别的某一关键模态与卫星降水数据在快速时段累积雨量提取法所得出的暴雨中心在空间上分布一致,EOF分析方法和快速时段累积雨量提取互为指示。(3)TRMM3b42卫星降水数据在长江中上游区域1日尺度下降水适用性良好,本文基于加法模型改进的地理校正模型对降水的适用性评价指标数值有所改善。(4)TRMM3b42卫星降水数据在长江中上游1日时间步长径流模拟结果良好,新安江水文模型略优于TANK模型,经过地理校正模型校正后的TRMM 3b42数据很好的改善了原始卫星降水数据预测径流洪峰延迟的问题,且与地面模拟径流值几乎一致,因此,在进行径流模拟时对TRMM 3b42卫星降水数据进行精度校正十分必要。(5)基于地理校正模型校正后的TRMM 3b42卫星降水数据在汉北河小流域的1小时时间步长新安江水文径流模拟小洪水和一般洪水量级的场次洪水模拟中峰现时间误差明显大于地面雨量站模拟结果,而在大洪水量级的场次洪水在径流模拟精度较高,说明TRMM3b42卫星降水数据在小流域非大洪水水文径流模拟中具有明显劣势,但是在大洪水的径流模拟上具有较高的应用价值。
【图文】：

数据的对暴雨空间进行ＥＯＦ和快速插值累积法分析，，并进一步将卫星降水数据应用逡逑到长江中上游和汉北河小流域，探讨了卫星降水数据在水文预报（新安江和ＴＡＮＫ逡逑模型）上的优缺点。本文的总体框架见下图１－１，主要研宄内容如下：逡逑第一章：绪论。本章概述了卫星降水数据的研宄背景以及国内外对卫星降水的研逡逑宄方法和应用的水文领域，并明确了本文的研究内容和框架。逡逑第二章：卫星降水数据处理方法及水文模型。本章详细阐述了后文将要用到的方逡逑法及水文模型。逡逑第三章：卫星降水数据的适用性评价。本章采用适用性评价方法对研宄区域进行逡逑了邋ＴＲＭＭ邋３ｂ４２和ＧＰＭ邋ＩＭＥＲＧ卫星降水数据进行了适用性评价。逡逑第四章：基于卫星降水数据的暴雨空间分析。本章采用经验正交函数分解（ＥＯＦ）逡逑分析方法与快速时段累积雨量提取法，对研宄区域进行了基于ＧＰＭ邋ＩＭＥＲＧ卫星降逡逑水数据的暴雨空间分析。逡逑４逡逑

为６２个（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｍａ．ｇｏｖ．ｃｎ／），而可获得的卫星降水数据站点分布均匀且在湖北逡逑省范围内站点数量多，其中ＴＲＭＭ和ＧＰＭ卫星站点数量分别达到了邋２７９和１７５２逡逑个，见图３－１。逡逑１０９了东邋１１０：东邋１１１丨东邋１１２丨东〗１３丨东邋１１４丨东邋１１５］东邋１１６丨东逡逑３４°北．逦图例逦－３４。北逡逑★逦地面雨量站点逡逑？逦ＴＲＭＭＴＲ星站点逡逑－３３°邋北逡逑＊逦ＧＰＭＰ．星站点逡逑＊：：■逦ｆ￣邋区域划分逡逑ｖ邋：？；邋：邋＃邋．邋＞邋＊邋；邋＞邋；逦＊：邋ｆ邋？：邋；邋？邋＞邋＇邋ｅ．邋：＊：＾邋：：［逡逑３２。北—逦｜逦｜邋湖北省界逦－３２。北逡逑ｔｆ．邋：邋＊邋：邋＞邋■邋？邋：邋＞邋：邋ｆ邋；．；；＃：．；：＃：邋ｖ邋－邋ｆ邋；逦：邋＞；邋：邋ｙ邋；；逡逑：邋＊邋：？：邋？邋：邋：？：．邋：邋？逡逑ｆ厂：？：—？邋？：邋＇Ｖ、．逡逑３１。：ｊ邋匕－逦．《户Ｓ逦￥逦－３１。邋４邋匕逡逑．邋；邋？邋：邋：＊邋：＊邋：＊．邋：＊；邋？：邋；ｋ邋：？：邋：：？邋：邋？：邋：：＊邋：逦：邋；；：逦＾逡逑．邋？邋：邋＊：邋－ＳＳ？邋ｉｉ邋？邋＊？邋＇４＇邋ｖ逦■＊邋■逡逑＞：邋？：邋－邋■■：＇■？■逦？＊：■邋■邋：■邋％■邋：■邋－邋＊■邋－邋Ｔｙ＊ｗ邋ｉ—Ｌ．逦．邋．．．．．．．邋＾．＂Ｗ，邋．．．．邋ｉｆ逡逑ｖ邋．邋；邋ｆ邋■邋ｖ邋；？邋．．邋．；邋．邋；．★＞逦．邋；＊：邋：＾：ｆ邋；邋＊：ｃ＾７逦．？邋－邋．★ｖ邋＞；邋．邋＼逡逑３０。北．…：．
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P333.1

【参考文献】

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本文编号：2618729