水文地质与水文工程学报

使用多任务卫星雷达测高技术监测亚马逊和多瑙河流域的河流

Mostafavi M、Roohi Sh、Emadi R 和 Torabi Azad M

地球这个“蓝色大理石”星球的 70% 被水覆盖。淡水约占地球表面水量的 2.5%，而只有 0.26% 的淡水存在于河流和湖泊中。河流是人类最重要的淡水资源，因此监测河流的水量和水质需要可靠的系统。水位和排放量是此类监测中的两个基本参数。卫星测高测量使水文学家能够测量整个流域的排放量和储量，这比监测现场测量网络的变化要容易得多。这项研究是在亚马逊河（世界上最大的河流流域）和多瑙河（欧洲第二大河流流域）进行的。本研究使用的测高数据由 ESA（18 Hz Envisat）和 CNES（40 Hz SARAL）提供。为了获得水位变化，处理了 12 种可能的情景（使用 ALL、MEDIAN 和 MEAN 值的海洋、冰-1、冰-2 和海冰重追踪器）。去除异常值后，根据现场水位测量仪验证每种情景下的水位，以找到最可靠的水位估算器。然后，从最佳情景（即，水位 RMS 最小的情景）估算不同河段的河流流量。为了检查估算值的性能，我们对水位和流量使用了均方根 (RMS) 和纳什-萨特克利夫系数 (NS)。除了一个例外，水位的 RMS 在 37 到 72 厘米之间。在亚马逊河的 Jatuarana 站观测到的高度测量数据和现场数据之间具有良好的一致性。主要是中值的水位比平均值和所有值更好地跟踪现场水位。得出的水位时间序列的误差对于亚马逊来说平均约为 55 厘米，对于多瑙河流域来说约为 62 厘米，使用 SARAL 数据的 Jatuarana 站的最佳结果低于 40 厘米。此外，考虑到 RMS，布达佩斯站 (SARAL 数据) 和巴哈站 (Envisat 数据) 以及考虑到 NS 的 Jatuarana 站 (SARAL 数据) 也获得了最佳排放结果。