基于多站水力几何法的黄河源区河流流量估算研究

白 娟，张 亦 弛，甘 甫 平，郭 艺，闫 柏 琨，杨 胜 天，李 和 谋,邢 乃 琛，马 燕 妮，刘 琪

(1.中国自然资源航空物探遥感中心，北京 100083；2.北京师范大学地理科学学部，北京100875；3.北京师范大学水科学研究院，北京100875)

0 引言

河流流量是水文循环的关键参数之一，及时掌握河流流量变化对于流域水资源管理、生态修复和气候变化研究等具有重要意义[1,2]。目前河流流量主要通过水文观测站获取，受复杂地形和恶劣气候等因素限制，许多地区水文观测站的建设和维护运营极为困难[3]，缺少相关的水文观测数据。利用遥感数据估算河流流量可以弥补地面观测站的不足[4,5]，研究方法主要包括基于水量平衡模型[6-8]、基于河流断面水位—流量关系曲线[9-12]、基于河流多水力特征参数[13-15]、基于河流宽度[16-21]4类反演方法。由于遥感技术对水平方向的信息捕捉能力和分辨率优于垂直方向，因此，基于水位信息的单变量模型和多变量模型应用相对较少，基于河流宽度反演河流流量的方法成为研究热点[20]。

Gleason等提出的多站水力几何(At-Many-stations Hydraulic Geometry,AMHG)法连接时空上的河流截面，本质上扩展了传统的单站水力几何(At-a-station Hydraulic Geometry，AHG)法，不需要任何地面观测或先验信息，仅根据河流宽度的时空变化就可以计算得到河流流量[22-25]。Gleason等[23]选取全球34条不同地形和气候条件的大型河流分析AMHG方法的适用性和精度，结果表明估算流量与实测流量的相对均方根误差(RRMSE)为26%～41%；Hagemann等[26]将该理论发展为贝叶斯水量平衡径流反演方法(McFLI)，即BAM(Bayesian AMHG-Manning)算法，使用AMHG方法和曼宁方程以概率的方式估计河流流量；……