基于机载热红外传感器测温信息的流域尺度地表水-地下水耦合模型校正方法研究

项目名称： 基于机载热红外传感器测温信息的流域尺度地表水-地下水耦合模型校正方法研究

项目编号： No.41271032

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 天文学、地球科学

项目作者： 刘杰

作者单位： 北京大学

项目金额： 70万元

中文摘要： 流域尺度地表水-地下水耦合模型是研究地表水-地下水相互交换过程不可或缺的手段，对流域水资源综合管理具有重要意义。但是流域尺度耦合模型的校正一直是悬而未决的科学难点。这是因为基于传统观测井水位的模型校正方法无法直接反映地表水-地下水相互交换过程，而且观测井数量和空间覆盖率都十分有限。尽管河流测流数据可以提高模型校正的准确度，但测流数据很难刻画地表水-地下水交换过程的空间变异性，而且测流数据的获取经费昂贵且质量难以控制。本项目通过机载热红外传感器获取研究区内100多公里河道上的高分辨率温度分布信息，根据地表水和地下水温度差异，分析温度分布图中的异常区域，确定地下水在地表水体中的注入点，并与地表水-地下水耦合模型模拟出的地下水排泄点进行对比，从而达到地表水-地下水耦合模型校正的目的。该方法充分利用先进技术迅速、高效地获取大区域上高分辨率数据，为区域尺度耦合模型的校正提供新的途径和方法。

中文关键词： 地表地下水交互；地下水排泄；热红外遥感；水文模拟；温度

英文摘要： Integrated surface water-groundwater model is essential to sustainable water resource management at basin scales. However, complex model structure, highly demand on data, and parameter uncertainties bring great challenges to the calibration of such large scale models. This study utilizes the airborne thermal-infrared remote sensing method to obtain pattern information of temperature on the river surface. According to the temperature difference between surface water and groundwater, the distribution and variation pattern of temperature anomalies will be identified, thus providing an effective means of locating groundwater discharge areas. This information will then be compared to the simulated groundwater discharge areas by the integrated surface water-groundwater model, and constrain the model calibration. Compared to the usual limited amount of monitoring data such as hydraulic heads and fluxex, the spatial distribution of temperature data provides a much more broader and complete areal coverage, and most importantly, provides independent pattern information for model calibration.

英文关键词： surface water and groundwater interaction；groundwater discharge；thermal infrared remoting sensing；hydrological model；temperature