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流域水文气象观测网

来源: 时间:2012-7-27

        依托黑河流域内现有的气象、水文站以及长期定位站,在上、中、下游试验区新建3 个超级站,新建8 个、改建4个、协同4 个普通站,形成由超级站-定位站-普通站-气象站-水文站组成的流域水文气象观测网。其中超级站开展连续3年的观测试验,普通站(16个)进行1个水文年的连续观测,同时收集3年的黑河流域气象站、核心水文站和3个定位站的水文气象观测数据。为流域有关生态-水文-大气模型研究提供更有代表性的模型参数、驱动数据及更高精度的验证数据。

        普通站的观测项目包括:四分量辐射、降水、多层土壤温湿度、风温湿压、地表温度、土壤热通量与平均土壤温度。超级站的观测项目在普通站的基础上增加:(a)多尺度蒸散发的观测(蒸渗仪、涡动相关仪与波文比系统、大孔径闪烁仪);(b)风温湿梯度和光合有效辐射。

        图1是一个超级站布设示意图,其中,蒸渗仪、波文比系统、涡动相关仪、气象塔放置在观测场中间,大孔径闪烁仪的发射与接收器架设在两端,大孔径闪烁仪的光径路线长度大于1.5个MODIS像元,即1.5km以上,并且垂直于当地主风方向。大孔径闪烁仪的源区内设置无线传感器网络,观测影响蒸散发的关键地表参数传感器,如土壤温度、地表温度与叶面积指数等。

      在以上仪器配置的基础上,还将根据不同站的特点,增设观测仪器。如上游阿柔站以土壤冻融为主要观测目标,将布设密集的土壤湿度、温度和水势探头, 以细致了解冻融锋面迁移等土壤冻融—融化过程。  

        为了提高降水量的测量精度,在中游大满超级站、上游阿柔超级站附近分别选取开阔平坦、阴坡和阳坡的位置,建立降水的对比观测场,对当前黑河流域使用的主要降水观测仪器进行对比,得到各种雨量计的降水校正系数。通过以上对比观测,评估降水的类型、雨雪量计的口径与型号、地形等对降水测量精度的影响;探索风环境对降水测量—特别是对降雪测量的影响。利用降水量对比观测结果对雨量计和雨雪量计观测结果进行校正。同时,依托无线传感器网络,获取多点的降水量观测值,实现高精度的区域降水量估计。

       黑河中游地表水和地下水多次转化是内陆河流域独特的水文现象。因此,在出山口冲积扇区段、灌溉渠系和供水系统,以及相应的水文地质单元区段设置径流观测。具体在中游草滩庄与黑河大桥之间、黑河大桥、平川桥、高台桥、罗城桥布设水文观测断面,加密观测黑河中游干流的河川径流。测量方案是利用水位计(压力式或超声波)测量连续水位变化;利用声学多普勒流速剖面仪(ADCP)获得精确流量,建立水位—流量关系,最终利用水位估算出流量。

图1 超级站的布设示意图

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