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《广西大学》 2018年
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TRMM卫星降雨数据在南流江流域径流模拟中的应用研究

孙晋东  
【摘要】:随着卫星技术的快速发展,TRMM(Tropical Rainfall Measuring Mission)卫星降雨数据凭借其合理的时空分布特征等优势,正被广泛应用于水文、气象等领域,卫星降雨数据的精度以及如何有效地利用卫星降雨数据的优势成为共同关注的焦点。为了评估TRMM3B42-V7卫星降水反演数据产品的精度和在径流模拟中的适用性,以及为更有效地将卫星降水产品的优势应用到水文模拟中,论文选取南流江流域(常乐水文站以上集水区域)为研究区域,以地面站点观测雨量为参考,首先在日、月、和季尺度上,对2007年6月1日至2016年12月19日TMPA准实时3B42RTV7以及研究数据3B42V7进行精度交叉评价;然后,以地面雨量站和TRMM卫星降雨数据作为新安江模型的输入,利用输出径流评估TRMM降雨数据在南流江流域的适用性;最后,针对集总式新安江模型,结合地面站点测雨与TRMM卫星测雨各自的优势,建立TRMM3B42V7降雨数据和地面站点降雨数据的融合方法。从点和面的角度,分别统计相对偏差等指标和绘制空间降雨量分布图等,对南流江流域TRMM3B42V7、TRMM3B42RTV7降雨数据的精度进行评价,结果表明:两款卫星降雨产品都存在高估降雨量的现象,日尺度降雨量相对偏差在5%左右,且流域内有区域性差别;整体上TRMM3B42V7降雨产品的精度优于TRMM3B42RTV7,且随着日、月、和季时间尺度的增加,卫星产品的精度提高;卫星日降雨产品在小于1mm的小降雨事件和大于30mm的强降雨事件的精度上较差。总之,TRMM3B42V7降雨产品存在一定误差,但在缺乏地面降雨资料的地区仍具有应用价值。通过利用TRMM卫星降雨数据驱动新安江模型时发现:基于地面雨量站点数据、TRMM3B42RTV7、TRMM3B42V7卫星降雨数据的模拟径流曲线都和观测径流曲线过程的趋势总体上一致;日尺度上TRMM3B42V7逐日径流模拟结果的 NSCE(Nash-Sutcliffe model efficiency coefficient,纳什效率系数)值为0.70,相关系数为0.89,要比TRMM3B42RTV7降雨产品在模拟径流方面有更好的性能;随着日、月、和季时间尺度的增加,径流模拟精度显著提高。因此,TRMM3B42V7降雨产品在水文模拟以及水资源管理方面有很好的应用前景。在泰森多边形的基础上,将TRMM3B42V7网格降雨数据空间分布的优势融入站点降雨数据,分别以站点周围3公里范围内的站点降雨值、站点所在泰森多边形与卫星网格重合区域两种降雨数据源加权后的和作为融合后的面降雨数据,分析融合后的降雨数据模拟径流效果,结果显示:在日尺度上,融合后的降雨数据模拟径流曲线与实测径流曲线过程更加吻合,NSCE值为0.90,相关系数为0.96;随着日、月、和季时间尺度的增加,径流模拟结果的NSCE值都有所提高。融合后的降雨数据模拟径流效果较融合前有明显改善,表明本文提出的融合方法可用于南流江流域径流模拟,且具有普遍性。同时为集总式新安江模型提供了更高精度的降雨数据来源。
【学位授予单位】:广西大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:P333.1

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【参考文献】
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