基于水文随机方法的大尺度径流空间插值图化研究_淮河流域蚌埠以上区间为例
淮河流域极值降雨频率估计时空分布一致性检验和纠正
第38卷第2期2018年4月水文JOURNAL OF CHINA HYDROLOGYVol.38 No.2Apr., 2018淮河流域极值降雨频率估计时空分布一致性检验和纠正邵月红\刘俊杰2袁吴俊梅3袁葛慧1，李敏4(1.南京信息工程大学水文与水资源工程学院，江苏南京210044;2.安徽省气象局，安徽合肥230031;3.昆山气象局，江苏昆山215300;4.海门气象局，江苏海门226100)摘要：由于地面雨量站点空间不均及站点资料长度有限、相邻时段和相邻一致区的最优分布函数选择不同，造成降雨频率估计值出现交叉和空间不连续的现象，时空不一致的问题尚没有得到合理的解决。
为了获取更加完善合理、时空一致的频率估计值，利用水文气象分区线性矩法计算出的频率估计值，通过误差分摊和二次空间插值及平滑技术对时空分布一致性进行检验和纠正，消除分布曲线的交叉和边界梯度的问题。
研究结果表明：通过误差分摊纠正后，消除了交叉异常曲线，各个时段的频率估计值相互制约更加合理；通过空间二次插值纠正后，边界梯度和误差得到明显改善，各站点的频率估计值的经验频率与理论概率更接近，空间分布也更合理。
多时段不同重现期下的频率估计值空间分布总体趋势一致，最大值主要分布在淮河流域的东北沂蒙山区，最小值分布在流域的北部平原地区，与站点的实际观测相一致，可为工程设计暴雨和洪水提供基础资料和重要水文依据。
关键词：极值降雨频率估计值;误差分摊;时空分布一致性中图分类号:P333 文献标识码：A文章编号：1000-0852(2018)02-0008-07地区线性矩法由于利用了区域内其它站点的信息 而有效提高了各个站点的频率估计值的准确性。
但 是由于站点空间分布的不均性和各个分区的最优分布 曲线的选取不同使得相邻一致区边界处的频率估计值 可能会出现空间不连续性的问题，导致估计值空间分 布的不一致性。
同理，不同时段下的频率估计值也会因 为频率曲线选取不同而出现相邻时段的曲线重合或者 交叉的异常情况。
淮河长期预报模型研究——以2007年预测淮河蚌埠站大洪水为例
春 日期表达 ）Ｒ为天 文要 素影 响 （ ； 近远 日点 月相 、 年
月太 阳黑子 、 日月食 、 赤纬 角大小 ） Ｓ Ｔ为太 平 洋 月 ；Ｓ ２ ６点海 温 ； 为 环 流 特 征 量 （ 半 球 大 气 活 动 中 ８ Ⅳ． 北
３ ５
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期 预 报 方 法 实 践 。 经 若 干 年 后 ，再 发 生 这 类 洪
进入 ２ 世 纪 后 ，我 国旱 涝 日趋 严 重 ，尤 其 淮 １
水 ，我 们 就 会 运 用 这 个 预 测 方 法 来 进 行 指 导 防
汛 ，为人 民造 福 ，这 就 是 本 文研 究 的 出发 点 和 立
足点。
维普资讯
中 国 防汛 抗 旱
２０ ０ ８年 第 ２期 （０ ８年 ４月 ） ２０
淮河 长 期 预 报模 型 研 究
以 ２０ ０７年 预 测 淮河 蚌 埠 站 大 洪水 为例
范垂 仁 李 秀斌
（ ．长春 自然灾害预测研 究服务 中心 ，吉林 长春 １０ ２ ； １ ３０ ４ ２ ．东北 电 网有 限公 司 白山发 电厂 ，吉林桦甸 １２０ ） ３ ４０
【 摘 要 】 文中首先 阐明为什 么要研 制淮河长期预报模 型的 出发 点和立足 点；本模 型是从 全方位 、动态 的、立体 的长序
列的交叉 学科入手 ，提 出要采用定性和 定量 相结合 思 路，根据 淮河 流域水 文气 象特 点研制 了可公度 网络 图、 气候指 数计算预测 最大流量等九 种方 法； 同时对这 些模 型思 路、方法 物理机 制、应用 条件 也作 了详细 介绍 ， 并以 ２０ ０ ７年 淮河蚌埠 站为实例 作 了预测 ，最后又 同我们今春发表在 “ 黄皮 书” 预测 意见进行 对 比，最大流量
淮河流域极值降水的统计参数特征及在水文频率分析中的意义
量控制，提取出淮河流域的站点序列长度大于 ２０ ａ
的 ３０ 个站点的年最大日降水数据，站点的分布及流
域水系地形分布如图 １ 所示，站点的基本资料概况
ＤＯＩ：１０．１３８７８ ／ ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｎｕｉｓｔ．２０１６．０６．０１０
邵月红１ 刘玲１ 吴俊梅２ 徐昝敏１ 吴丁超１ 丁颖１
淮河流域极值降水的统计参数特征及
在水文频率分析中的意义
摘要
以淮河流域为研究区域，利用线性
矩精确求解极值降水统计特征值，为极
值降水频率估计值的计算提供理论基础
学报：自然科学版，２０１６，８（６） ：５４６⁃５５２
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ，２０１６，８（６） ：５４６⁃５５２
５４７
１２１°２５′Ｅ、３０°５５′
～ ３６°３６′Ｎ，面积为 ２７ 万 ｋｍ ２ ． 淮河
如，流域东南部的山区沂源站，流域西南部的山区霍
风气候区．其特点是：冬春干旱少雨，夏秋闷热多雨，
上；ＡＭＰ（ 年最大日降雨量） 序列长度在 ４３ ～ ６１ ａ，平
流域处于我国南北气候过渡带，属暖温带半湿润季
冷暖和早涝 转 变 急 剧． 地 形 起 伏 较 大， 淮 河 流 域 西
随机变量，要确定它的分布函数往往是很困难的．不过在实际问题中，
我们可以借用统计推断的手段寻求极值降水的分布模型，推算一定
重现期的可能极值，揭示其内在规律 ［３］ ，根据统计特征值与频率分布
中的参数关系来进行参数估计，从而确定分布函数．因此，准确求解极
流域水文尺度若干问题研究
第一章绪论即使两个相邻流域的面积相近，地形结构相似，又处在气候一致区内，或具有相同尺度的暴雨天气成因系统，但所观测到的水文特性却有很大差异。
传统的相似流域概念只是强调了流域所处的物理气候特征条件，而没有考虑到流域内小尺度要素空间分布的差异对水文响应的影响。
正是基于此，Ｗｏｏｄ和Ｈｅｂｓｏｎｆ２３１提出了流域水文相似的概念，目的是在尺度化研究的基础上，对具有空间变化的小尺度要素进行数学物理上的处理，研究它们对径流形成过程的影响及对其模拟。
水文现象中普遍存在的三种水文相似：统计相似、白相似和动态相似。
目前国内外许多水文学家认为，两个流域若具备以下条件之一，则为水文相似流域。
具有相同的无量纲洪水频率分布曲线或在相同的动力条件下对单位降雨具有相同的径流响应函数。
这两种观点均是从流域响应的角度来定义流域水文相似性的，因为第一种条件中的无量纲洪水频率分布曲线，丁Ｆ是以地貌单位线为基础加以拓宽而得到的，而第二种条件则直接认为地貌单位线相似即为流域水文相似。
这是将水文现象作为一个系统研究的必然结果，即系统响应函数已被视为最具有代表性的流域特征而不是简单地比较流域的形状、面积和坡度等。
（２）水文尺度的划分①水文过程尺度：从水循环运行的规律看，水文过程在不同尺度卜是不同的，即不同尺度下数学表达式是有区别的。
这是因为水文过程是一个具有高度非线性化的系统，而且这个系统具有重要的尺度层次性【２４】。
根据尺度层次性，不同层次尺度也就具有相应的水文过程。
如在微观尺度层次上的水文过程可用水动力学方程进行描述，但在中观，宏观尺度层次上，水文过程可用统计方法、分形理论、随机解集原理、小波理论、混沌理论等进行描述。
图１－２是水文过程在不同时空尺度的特征范围。
图１．２水文过程不同时空尺度特征范围（引ｏｓｃｈｌ和Ｓｉｖａｐａｌａｎ１９９５）８１②水文观测尺度：水文观测尺度是根据测量技术和实际需要自由选择的尺度。
河海大学辑士学位论文流域术文，ｔ盘若干蛔避孕｝究中，逐渐加入了功能和信息的意义。
淮河流域陆面水文过程的数值模拟
淮河流域陆面水文过程的数值模拟赵瑾;程兴无【摘要】采用生物-大气传输模式(BATS模型)模拟了淮河流域山丘区和平原区在1998年汛期的暴雨洪水过程,从陆地-大气间水量交换的角度揭示了径流量、土壤含水量、土壤质地、植被分布的内在联系.结果表明:对于山丘区和平原区而言,根系层土壤含水量、土壤质地以及土壤颜色的变化对径流量的影响具有相似性,但是敏感性不同;而山丘区和平原区深层土壤含水量和植被覆盖率变化对径流量影响的作用正好相反.这些结果显示,由于山丘区与平原区的不同气候和下垫面条件,而造成两者水文性质的差异性,反映了大气-水文之间关系与作用的不同特征.【期刊名称】《大气科学学报》【年(卷),期】2010(033)006【总页数】7页(P762-768)【关键词】淮河流域;陆面水文过程;BATS模型;水文模拟【作者】赵瑾;程兴无【作者单位】水利部淮河水利委员会水文局,安徽,蚌埠,233001;水利部淮河水利委员会水文局,安徽,蚌埠,233001【正文语种】中文【中图分类】P399近年来,无论水文学家还是气象学家越来越重视水文在地圈—生物圈中的作用。
人们在寻求陆面水文过程与大气之间的相互作用与反馈机制,一般的大气环流模式中都必须考虑地—气相互作用,通过对陆面水文过程更加真实的描述,来调整气象模式,研究水资源的变化,进而改变全球的气候模式。
在气象模式中,已发展了许多陆面过程模式[1-2],如Fujiyoshi和Ding[3]在HUBEX-GEWEX研究中采用的S iBUC、王守荣等[4]在海滦河山区模拟中采用的DHSVM以及陈海山和孙照渤[5]所提到SHE、HBV、V IC等,均取得了较好的模拟结果。
区域水文模拟研究随陆面模式的发展得到了明显的改善,丁彪和曾新民[6]根据我国区域特点改进了地表水模型,此外针对短期气候及陆面水文也开展了诸多研究[7-8]。
水文气象耦合模式中,水文循环的描述是当前全球气候模式中的薄弱环节,在耦合模式中偏重于气象因素,对陆面过程描述过于简单,尤其是对局部的水文过程描述更显得不够[9-10]。
基于水文学模型对洪泽湖周边滞洪区洪水演进模拟计算
2020.616科技论坛1 引言洪泽湖周边滞洪区位于洪泽湖大堤以西，废黄河以南，泗洪县西南高地以东，以及盱眙县的沿湖、沿淮地区，大致范围为沿湖周边高程12.5m 左右蓄洪垦殖工程所筑迎湖堤圈至洪泽湖设计洪水位16.0m 高程之间圩区和坡地。
其中地面高程在15.0m 以下的低洼地称为“洪泽湖周边洼地”，大部分地区已圈圩封闭，高程15.0m 以上地区为岗、坡地，基本未封闭圈圩。
洪泽湖周边滞洪区是一个复杂的大型非恒定水流系统，河湖连通关系复杂。
以洪泽湖为中心，有多条河流入湖，又有多个出湖口门，分、滞、蓄、泄定量过程中存在诸多困难，水流流向不定，水位流量关系受水工建筑物控制和洪水涨落影响，蓄滞洪区洪水吐纳等方面的问题均给该地区洪水演进研究带来难题。
本文运用水文学方法建立洪水数学模型，将河道、湖泊和滞洪区合并假想为一个大型水库，根据已知的水库库容曲线、入库洪水过程线及泄洪建筑物的泄流能力曲线等基本资料，求得出库水位和下泄流量的变化过程线[1]。
2 水文学模型原理首先，由于圣维南方程组很难求得精确解析解，水库调洪演算法简化方程组，忽略洪水入库至泄洪建筑物间的行进时间等因素，仅考虑坝前水位水平面以下的库容对洪水进行调节作用，得到水量平衡方程[2]：QΔt-qΔt=Q D t D q D t =12Q (q 1+q 2()D t =V 2D V （Q 1+Q 2）Δt-Q D t D q D t =12Q q 1+q 2()D t =V 2D V 1（q 1+q 2）Δt=V 2-V 1（1）式中：Q 1、Q 2分别为初、末计算时段的入库流量；Q 为计算时段的平均入库流量；q 1、q 2分别为初、末计算时段的下泄流量；q 为计算时段的平均下泄流量；V 1、V 2分别为初、末计算时段水库的蓄水量；Δt 为计算时段长度，根据洪水涨落过程变化幅度以及计算精度要求而定。
当水库入库洪水过程线已知，即Q 1、Q 2、Q 均为已知，又V 1、q 1则是计算时段Δt 开始时的初始条件，故式（1）中的未知数有两个V 2和q 2，须增加一个方程才能求解。
大尺度水文模拟在渭河流域流量预报中的应用解读
大尺度水文模拟在渭河流域流量预报中的应用马政委（山东德州黄河河务局，山东，齐河，251100）摘要本研究的目的是开发一种适用于渭河流域流量预报的大尺度水文模型。
渭河是黄河最大支流，流域面积136000 km2，流域内地质构造、水文气象条件和人类活动复杂多变。
本研究基于在联合国教科文组织水教育学院(UNESCO-IHE)开发出的一种分布式流域模拟系统，所需数据分为两类：一类是基本数据，包括数字高程地图（DEM）、土地利用数据、土壤类别数据、河网与河道几何尺寸；另一类是时间序列数据，包括逐日降雨、径流和实际蒸发。
数据准备主要包括流域概化、逐日面降雨和实际蒸发计算。
流域概化包括DEM的导出、土地利用和土壤类别地图数字化、河道断面概化及子流域描绘。
逐日面降雨和实际蒸发的计算基于1980-1983四年站点实测逐日降雨和逐月蒸发皿蒸发量。
具体而言，在每一个4.5km×5.5km栅格单元内逐日降雨量利用一个基于反距离权重法的空间内插工具（Hykit）来生成；而每一栅格单元内逐日实际蒸发按顺序逐步得出：首先，利用适合的蒸发皿系数和基于土地利用地图的季节性变化作物系数，从蒸发皿蒸发量求出潜在蒸发量；其次，利用Thornwaite型逐月水量平衡模型法来估算出逐月实际蒸发；最后，参照1980-1983年的晴天及雨天水面蒸发变化，得到逐日实际蒸发。
模型参数化通过设置河段几何尺寸、曼宁糙率、扩散率和初始缺水量来完成。
随之，结合模型校准，实施了1980-1983四年流量模拟。
模型运作评估表明，当前模型具有很强的大尺度流域水文模拟能力。
然后，在校准好的模型上实施了1983年汛期的流量预报并根据实测流量进行了验证，结果表明，通过结合上游站的实测流量，模型非常适用于1日流量预报。
关键词：大尺度水文模拟，流量预报1 前言继一种分布式流域模拟系统在黄河上游成功应用后，本研究在黄河最大支流—渭河流域实施。
研究的动机是通过应对一个具有更加显著的地形、土壤类别、植被空间变化和温度、降雨、蒸发时间变化，以及人类活动影响的更具挑战性研究区域，进一步检验与提高模型在黄河流域的适用性。
基于栅格数据在水资源评价水资源量计算中的应用
基于栅格数据在水资源评价水资源量计算中的应用作者：孙永寿李燕来源：《安徽农业科学》2022年第10期摘要水资源调查评价中降水量、地表水资源量计算是水资源评价的重要组成部分，对于监测站点稀少、地形起伏差异大、山区平原相间的地区来说，通过绘制等值线，量算分区水资源量，仍是目前水资源评价的主要技术手段。
青海省第三次水资源评价基于影像、DEM等地形数据的应用，对等值线绘制技术和水资源量计算方法进行深入分析，并与以往成果进行差异分析，對存在问题和解决办法进行深入研究，提出栅格化等值线计算水资源量的新方法，通过矢量、栅格数据处理，制作数据模型，计算区域水资源量，其评价成果质量、精度和效率较以往有明显提高。
关键词等值线栅格;水资源评价;水资源量;差异分析;计算方法;应用中图分类号 P333 文献标识码 A文章编号 0517-6611（2022）10-0185-05doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.10.042Application of Grid Data in Calculation of Water Resources Quantity in Water Resources EvaluationSUN Yong-shou，LI Yan （Hydrological and Water Resources Forecast Center of Qinghai Province，Xining，Qinghai 810001）Abstract The calculation of precipitation and surface water resources is an important part of water resources evaluation in water resources investigation and evaluation. For the areas with few monitoring stations，great difference in topographic relief and alternating mountains and plains，it isstill the main technical means of water resources evaluation to measure and calculate the water resources by drawing contour lines. The third water resources assessment of Qinghai Province was based on the application of image，DEM and other topographic data. The drawing technology of contour and the calculation method of water resources were analyzed in depth. The differences between the results and the previous results were analyzed. The existing problems and solutions were studied in depth. A new method of grid contour calculation of water resources was proposed.Through vector and raster data processing，data models were made to calculate regional water resources. The quality，accuracy and efficiency of the evaluation results were significantly improved compared with the past.Key words Gridding isoline;Water resources evaluation;Water resources;Difference analysis;Calculation method;Application基金项目青海省“高端创新人才千人计划”项目;第二次青藏高原综合科学考察研究项目（2019QZKK0203-07）。
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地理学报ACTA GEOGRAPHICA SINICA 第65卷第7期2010年7月V ol.65,No.7July,2010基于水文随机方法的大尺度径流空间插值图化研究——淮河流域蚌埠以上区间为例严子奇1,2,夏军1,Lars Gottschalk 3(1.中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室,北京100101;2.中国科学院研究生院,北京100049;3.奥斯陆大学地球科学学院,挪威奥斯陆N-0315)摘要：跨越不同时空尺度水文径流时空分异性及其图化问题的研究是当前国际地理水文科学研究的热点前沿。
本文针对中国湿润流域年平均径流特点，探讨了基于地理相关关系的水文随机方法(Hydro-Stochastic)在大尺度流域上应用的可行性。
在淮河流域蚌埠以上区间开展径流空间插值实验，通过对流域出口流量在空间随机场内的分解生成研究区内10km×10km 分辨率产流分布图，以及以1km 长度为基本单元的河道内径流量图。
该方法在描述径流空间分异性的过程中，综合了水文学、地貌学、地理学的特点，以地统计空间插值方法为基础，结合了水量平衡约束以及数据不确定性分析理论，最终输出不同形式的径流空间分异结果。
分析表明，径流插值结果能够很好的反映流域内产流的空间分布特征，并满足河道上下游的水量平衡关系。
该方法避免了水文模型的复杂性，描述径流时不依赖气象资料，可以方便的在广大地区推广使用。
关键词：Kriging 方法；水文随机方法；径流；水量平衡；淮河流域1引言全球水资源问题已经成为国际热点问题。
在当今众多的水问题中，径流时空分异性的研究是水科学研究的国际前沿。
径流的时空分布规律是水资源时空演化和分异规律研究的科学基础，开展基于水平衡的径流空间插值图化研究对水文学的研究和水资源的管理有重要的意义[1]。
20世纪90年代开展的国际实验和网络数据水流情势(FRIEND)计划是国际上径流研究的代表性计划之一。
该计划是联合国教科文组织国际水文计划中的一个交叉计划(IHP Cross-cutting programs)，其基本目标是通过区域水文资料、知识和技术的相互交流来更好的认识跨越不同时空尺度的水文径流时空分异性[2]。
到了近代，全球水系统计划(GWSP)中包含一个重要的数字水图计划(GWSP Digital Water Atlas, )，该计划的主要目标之一就是制作详细的高时空分辨率全球径流空间分布图。
FRIEND 计划和数字水图计划都力求通过地理过程和水文循环过程，把不同水文要素的时空分异特征联系在一起，进而在流域分布式水循环模型、全球气候变化和人类活动影响研究三者之间建立有效的联系。
水文学在研究气候变化和人类活动影响时，需要在网格上将气候模型和陆面模式同分布式水文模型相耦合[3]。
而在这种耦合的过程中，径流的空间网格分布研究也就成了一个关键。
在水循环过程中，一个出口断面的径流过程是整个上游流域降雨径流过程和流域下垫面的综合结果。
径流受到降水时空分布、河网结构和流域地貌综合影响[1]，其在空间上收稿日期：2010-01-20;修订日期：2010-05-18基金项目：国家重点基础研究973项目（2010CB428406）及国家自然科学基金重点项目（No.40730632）[Foundation:National Basic Research Program of China,No.2010CB428406;Key Project of the Natural Science Foundation of China ，No.40730632]作者简介：严子奇,男,博士生,从事系统水文学的信息方法方向研究。
E-mail:zqyan_mail@841-852页65卷地理学报7 842的分布受到河网水系的限制，物理量只能限制在河道内，且存在上下游的嵌套关系。
于是，基于水平衡关系的水循环图化研究便成为了国际国内研究的难点和热点问题。
这些研究中同时存在的大量不确定性问题，也需要基于水文学、统计学和数字化技术的交叉研究来解决，这种不确定性研究一方面成为了国际上新的研究前沿和热点，同时在国家的生产实际中也迫切需要相关的理论支持。
在径流图化研究中，由于无法像降雨和蒸发那样根据点上的观测资料直接同化出面上信息，长期以来，区域地理过程的径流特征都是通过绘制流域径流深等值线图[7]来描述的。
这种方法直到90年代仍然在被使用[4]。
而等值线图的矢量化(非栅格化)和基于主观经验的特点导致其不利于跟现在的气候变化、人类活动、分布式水循环模型相连接，在进行复杂的区域水文水资源分析时受到了极大的限制，所以需要借助更为先进的图化方法来解决这一难题。
到了20世纪下半叶，随着地理信息系统等新方法的出现，以及流量/流速、土地利用类型、地形学以及气候之间的经验关系在几十年间得到了广泛的认可[5-11]，人们可以使用多元区域回归的方法来建立径流与其他物理量的相关关系。
但这些相关关系在没有其他地区作为检验的情况下通常无法得到证明。
经验规则只有在满足拟合关系的流域才适用。
与此同时，利用降雨—径流模型[12]或者更加符合物理机制的模型[13]模拟整个地区的水文过程，已经得到了越来越多的认可。
但这种基于模型的方法受到许多条件的限制，例如：•对于一个较大的流域，需要根据观测记录进行模型校正；•空间上的降雨决定了模型的输入参数以及在时间序列上的流量的模拟效率；•模型参数随空间变化而变化，但与下垫面物理参量之间的关系仍不明确；•模型内部的复杂性决定了模型的不确定性，各个输入参数的误差难以定量化描述；•将气候模式的输出(如降雨、气温)作为水文模型的输入时，面临空间的尺度转换问题。
为了避免水文模型带来的不确定性，已经有水文学家开始关注如何能像降雨、蒸发那样利用地统计方法在空间随机场进行径流特征的空间插值[14-19]。
用地统计方法对径流特征进行空间插值需要注意三个关键点：一是流域之间相对距离的定义；二是插值过程中如何消除流量之间的相关性；三是保证横向水量平衡，即满足上下游河道的汇流关系。
为此，Gottschalk等[20-27]提出了水文随机方法(Hydro-Stochastic)。
该方法结合了地统计学的原理和水量平衡约束，利用地理对象在空间随机场的相关的性质计算流域内的径流分布。
相当于在空间上对出口流量进行分解，得到分布在整个河网结构的径流信息。
该方法将以往空间插值中的点与点之间的距离、协方差替换为流域之间的距离和协方差，并对流量资料进行标准化处理，使其满足各站点的独立性。
这种结合了地统计和水量平衡约束的方法仍然可以看做是一种利用“点”数据同化出“面”上信息的方法，所以这对于在缺少气象资料的地区开展径流研究、模拟一个区域的水资源量具有重要意义。
相比国际上的径流图化研究情况，我国目前在径流空间分布研究中以三种方法为主：(1)等值线方法，即通过绘制径流深的等值线图来反映径流特征的空间分布[28-32]。
刘昌明等[30]于2004年制作了黄河流域气象水文学要素图集，其中在描述1956-2000年平均年径流深时使用的仍然是传统的等值线方法。
(2)利用分布式水文模型来反映降雨径流的响应关系。
降雨作为分布式水文模型的输入，径流作为输出，通过降雨的空间变异性研究径流的空间特征[33-35]。
通常这种方法所得到的径流结果只能局限在子流域的出口流量上，而具体到高分辨率栅格上的径流模拟[36]则被局限在较小的实验流域，且受到资料的严格限制。
(3)利用大尺度气候模式与陆面模式模拟得到栅格化的径流空间分布[37-39]。
谢正辉等[37]7期严子奇等：基于水文随机方法的大尺度径流空间插值图化研究利用大尺度分布式水文模式HMS 模拟了淮河流域2005年10km×10km 上的径流。
然而，同流域水资源管理的尺度相比，目前这种方法所得到的结果空间分辨率仍然较低，在实际应用中会受到限制。
可以看出，一方面，目前国际上已经出现了诸如水文随机方法等比较成熟的描述径流空间分异性的理论，但是这些方法(水文随机方法)的应用主要集中在欧洲天然流域，在人类活动影响剧烈的流域上应用还有待验证；另一方面，我国在这方面的研究还处在起步阶段，国内的研究中，描述径流特征仍然受到技术方法上的限制，在精度和空间分辨率上仍有待提高，迫切需要有能够充分描述径流空间规律的定量化方法。
本文面向国际学科前沿和国家需求，重点研究水文随机插值方法在我国典型流域上的应用情况，结合中国典型大尺度流域的特点，发展了适合中国流域特征的水文随机径流插值方法。
通过在淮河流域蚌埠以上区间的实例研究，验证了这种方法的可行性，并总结了水文随机方法在中国应用的一些问题。
研究输出得到两种描述径流量的空间分布图，一种以mm/yr 为单位，反映了空间上各个栅格的产流；一种以m 3/yr 为单位，反映了径流沿河道的变化。
最后，将对这种径流空间插值进行精度分析，量化误差。
2水文随机方法在径流空间图化的研究中，水文随机方法(Hydro-Stochastic)是一个比较成熟的理论工具。
该方法在描述径流时首先将流域的综合信息概化为一个分布在流域范围内的空间随机场，进而根据站点、子流域在空间随机场上的相关关系对流域的出口流量进行分解，得到分布在整个河网上的径流信息。
其中用到的基本插值方法是Kriging 插值中的块状Kriging (Block-Kriging)插值方法。
在此基础上，水文随机方法的插值过程中需要加入水量平衡的约束条件，即控制每个子流域的出口流量。
在进行径流计算之前，需要对研究中的流量资料进行标准化处理，使各个变量满足相互之间独立性，并分析由数据带来的径流时空分异的不确定性。
插值过程中，为了度量流域之间的相关关系，还需要对插值算法中子流域之间的距离进行重新定义。
最终计算河道内的径流量还需要借助高精度的具有分级结构的河网。
2.1Block-Kriging 插值Kriging 方法是一种由地质统计中发展出的空间插值方法。
Kriging 方法的基本思想是：认为空间连续变化是不规则的，不能用简单的平滑数学函数进行模拟，而是以随机变量给予适当的描述，即在空间上构建随机场，通过实测站点的数据给出一个并非平面的连续的曲面，被模拟点就分布在这个面上。
Matheron [40]于1971年提出了此法的一般数学公式，它满足与Lagrange 或最小二乘内插法相同的条件，已经应用于采矿、地学、地下水和水文学的若干方面。
利用Kriging 方法进行空间插值可以同时保证插值结果的无偏性和方差最小。
Block-Kriging 方法是在Kriging 方法基础上发展起来的用来对某一区域或栅格进行估计的插值方法，其在插值过程中可以考虑到区域或栅格面积对插值结果的影响。