基于雷达估测降雨数据的 WRF-Hydro 模型在二河流域表现出了良好的模拟洪水的性能，可进一步在类似小尺度山区流域进行应用研究
摘要：
受复杂地形与基础气象水文资料缺乏限制，山区小尺度流域的水文预警预报技术较为薄弱，利用高分辨率雷达观测资料驱动分布式水文模型是提高山区小流域洪水预报性能的有效途径之一。本文以位于重庆中部的山区小流域二河流域为研究区域，开展基于雷达估测降雨数据的WRF-Hydro模型在山区小流域的山洪模拟研究，以评估雷达估测降雨的水文应用效果和WRF-Hydro模型在山区小流域的适用性。选取流域内典型的暴雨洪水过程，利用S波段的多普勒天气雷达的估测降雨数据驱动WRF-Hy‐dro模型，并结合新安江模型进一步对比分析模拟效果。研究结果表明：（1）在二河流域，采用雷达估测降雨数据驱动WRF-Hydro模型，可以较好地模拟洪水过程、洪水流量以及峰现时间，纳什效率系数高于0.65，克林-古普塔效率系数高于0.50，相关系数高于0.85。（2）将WRF-Hydro模型与新安江模型进行比较分析，在二河流域，WRF-Hydro模型的模拟效果优于新安江模型，纳什系数差值0.03，相关系数差值为0.04，进一步表明WRF-Hydro模型在山区小流域较优的洪水模拟性能。总体而言，基于雷达估测降雨数据的WRF-Hydro模型在二河流域表现出了良好的模拟洪水的性能，可进一步在类似小尺度山区流域进行应用研究。
研究方法：
（1）WRF-Hydro模型是基于天气预报模型WRF设计的陆气耦合框架，具有易扩展、可移植的特点，经过不断发展，现已经成为一个多物理、多尺度的全分布式水文模拟系统。
（2）新安江模型是由赵人俊教授提出的以蓄满产流为基础的概念性流域水文模型，因结构简单有效、参数有限、适应性广，其在水文资料匮乏的小流域具有很好的应用性。
研究结果：
结论：
（1）在二河流域，WRF-Hydro模型有较好的径流模拟能力，NSE均高于0.65，KGE均高于0.50，RR均高于0.85，与观测径流符合程度较高，表明WRF-Hydro模型可以作为山区小流域洪水过程的预报模型。同时，WRF-Hydro模型在验证期的模拟性能较率定期下降，这与不同场次洪水的流域初始状态和雷达估测降雨数据的不确定性有关。
（2）采用S波段多普勒天气雷达估测降雨数据驱动WRF-Hydro模型，较好地再现了洪水过程、洪峰流量及峰现时间，表明S波段多普勒天气雷达估测降雨数据的质量可以较好地满足洪水预报的要求，在水文资料不足的山区小流域进一步开展研究和应用。
（3）将WRF-Hydro模型与新安江模型进行对比分析发现WRF-Hydro模型的模拟效果略好于新安江模型（NSE：0.67>0.64；RR：0.90>0.86），对于洪水过程的细节的描述更接近观测，进一步研究还需要大量的模拟试验，定量分析雷达估测降雨效果、降雨时空分布对径流模拟的影响。
