基于衛(wèi)星數(shù)據(jù)對(duì)極端降雨條件下城市地表徑流量的模擬.pdf

1、近幾年來(lái)，歐洲極端降雨的發(fā)生率越來(lái)越高，極端降雨會(huì)給人類的生產(chǎn)生活帶來(lái)不可估量的損失，對(duì)于這些過(guò)量的雨水，相關(guān)學(xué)者已提出了科學(xué)的解決方法，其中一種解決方法就是建造人工濕地。人工濕地是一種綜合的生態(tài)系統(tǒng)，具有儲(chǔ)水和凈水兩大功能。位于恩斯赫德和亨厄洛（荷蘭城市）之間的“Kristalbad”就是這樣一種新型水利設(shè)施。
　　本項(xiàng)研究主要介紹了如何利用遙感技術(shù)來(lái)獲得極端天氣狀況（降雨率、云的屬性），并推算出地表特性，例如地表鋪砌面和無(wú)鋪砌

2、面，自由水體，排水設(shè)施，滲流設(shè)施等的地表分配情況。另外，本文還能獲得模擬模型（DMS）的輸入數(shù)據(jù)，此模型可用來(lái)模擬地表徑流，排水量等水文及水力學(xué)過(guò)程。因此，本研究包含三個(gè)部分，首先是運(yùn)用衛(wèi)星數(shù)據(jù)來(lái)推導(dǎo)降雨率，其次是建立基于數(shù)字化高程模型（DEM）的子集水區(qū)，最后是建立一個(gè)基礎(chǔ)模型（RAM-Duflow）來(lái)監(jiān)測(cè)流經(jīng)人工濕地的地表徑流。這三部分介紹如下
　　1.本文首先嘗試采用METEOSAT Second Generation(歐洲

3、氣象衛(wèi)星應(yīng)用組織使用的靜止氣象衛(wèi)星METEOSAT的第二代衛(wèi)星)的圖像以獲得降雨率，結(jié)果表明該法取得的降雨率較正常值偏低，因此效果并不理想。但從文獻(xiàn)綜述中，另一種方法運(yùn)用云的微觀物理屬性也可用來(lái)探測(cè)降雨。cloud physical propertied(CPP)算法基于云水路徑（CWP），云頂溫度（CTT），云有效粒徑（CRE）和云光學(xué)厚度（COT）來(lái)推導(dǎo)降雨率，在經(jīng)過(guò)實(shí)地?cái)?shù)據(jù)校準(zhǔn)后，這種方法較于原始的基于CTT的auto-estim

4、ator(AE)算法顯示出良好的結(jié)果。
　　2.本文利用不同的遙感高程數(shù)據(jù)以比較和評(píng)估表征化的集水區(qū)及集水網(wǎng)。這里運(yùn)用的 DEM有：具有30米分辨率的航天飛機(jī)雷達(dá)地形測(cè)繪任務(wù)（SRTM）和具有5米及0.5米分辨率的基于機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)的荷蘭官方數(shù)字高程（AHN）。結(jié)果表明，由0.5米分辨率高程圖像衍生的排水網(wǎng)絡(luò)與實(shí)際排水網(wǎng)絡(luò)具有很高的一致性。
　　3.在模擬降雨徑流從產(chǎn)生到流經(jīng)人工濕地Kristalbad期間，評(píng)估 Dufl

5、ow模型（DMS）的應(yīng)用。
　　從上述遙感數(shù)據(jù)推導(dǎo)及當(dāng)?shù)厮畡?wù)局得到的數(shù)據(jù)，可生成兩個(gè)簡(jiǎn)化的“概念”模型：降雨徑流模型（RAM）和Duflow網(wǎng)絡(luò)模型。簡(jiǎn)化的“概念”RAM-Duflow的建立是為了模擬特定區(qū)域的降雨徑流。由于排水設(shè)施的復(fù)雜性及數(shù)據(jù)的有效性，DMS只運(yùn)行RAM模塊。模擬的結(jié)果表明，RAM是一個(gè)非常實(shí)用的工具，用戶可以用它來(lái)計(jì)算已知區(qū)域的降雨徑流。雖然從污水處理廠(Elsbeek）到kristalbad的圖形化Dufl