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陆面过程模式中的多尺度水文过程模拟

陆面模式,水文过程,侧向流,洪水预报,河道径流

主题1 天气、气候、全球变化、行星大气 > 专题1.1 地球系统模式与模拟

陆面水文过程具有显著的多尺度特征。本报告介绍了在通用陆面模式中实现多尺度水文过程模拟的方案。针对大尺度（分辨率为十至数百公里），我们发展了一个内置于模式中的河道径流模块，依托通用陆面模式的并行代码框架，实现了对河道径流过程的模拟，有效提升了模拟效率及与河道径流相关过程的可扩展性。在流域尺度上，基于流域单元网格，构建了坡面汇流、地下水侧向流与河道径流过程的模拟方案，并考虑了集水区、河道、湖泊、水库与海洋之间的水文连通性，从而能够更精确地描述公里级尺度的侧向水文过程。对于更小尺度（分辨率为数十至数百米），建立了基于完整浅水波方程的洪水演进数值计算方案，可精细刻画流域内的山洪与城市洪涝过程。上述参数化与物理方案使通用陆面模式具备了模拟多尺度水文过程的能力，也为研究不同尺度水文过程之间的相互作用及其对其他过程的影响机制建立了基础。