开源水文-水资源管理模型VIC-Res Mekong：基于遥感数据的湄公河流域水库调控机制解析

为解决湄公河流域水文模型缺乏透明度及水库运营数据不足的问题，研究人员开发了符合FAIR原则的开源模型VIC-Res Mekong。该模型整合卫星遥感获取的129座水库存储时序数据，通过VIC模拟水能平衡，VIC-Res解析水库调度，实现了0.0625°精度的流域水文过程模拟。研究为跨境流域水资源管理提供了可复用的工具，成果发表于《Environmental Modelling》。

　　

湄公河作为东南亚大陆的"生命动脉"，其流域滋养着六国数亿人口，支撑着全球重要的内陆渔业和农业系统。然而过去十五年里，流域内水库有效库容从20 km³激增至80 km³，大坝建设引发的生态链式反应日益凸显——从水流节律改变、沉积物输运受阻，到鱼类洄游通道碎片化，这些人为干预正深刻重塑着流域生态格局。更严峻的是，现有水文模型普遍存在两大缺陷：既不符合科学数据管理的FAIR（可发现、可访问、可互操作、可重用）原则，又因缺乏详细运营数据而简化水库表达，严重制约了跨境水资源管理的科学性和公信力。

针对这一双重挑战，美国康奈尔大学（Cornell University）Critical Infrastructure Systems Laboratory的研究团队开发了VIC-Res Mekong模型。这项创新研究通过整合多源卫星遥感数据与先进建模技术，首次构建了符合FAIR标准的开源建模框架，为湄公河流域水资源研究树立了新标杆。相关成果已发表在环境建模领域权威期刊《Environmental Modelling》上。

研究团队采用三项核心技术方法：1）基于Variable Infiltration Capacity（VIC）模型模拟630,000 km²流域的水能平衡；2）通过VIC-Res模块耦合129座水库的遥感反演存储时序数据（覆盖90%总库容）；3）利用GRDL数据集和MSEA-Res数据库构建精确的水库测深曲线。校准验证采用多目标优化策略，在14个水文站实现NSE系数0.56-0.70。

【The Mekong River Basin】研究划定了上湄公（澜沧）与下湄公两大分区，明确0.0625°空间分辨率的建模范围。通过同化MSEA-Res数据库1985-2023年的水库观测数据，模型突破了传统方法对水库几何形状和运行规则的简化假设。

【Methods】技术路线创新体现在：1）采用实测校正的hypsometric曲线精确表达水库地形；2）提供"存储目标值"和"强制观测存储"双模式模拟选项；3）建立包含中国境内21座大坝的完整水库网络。模型通过43组参数化方案验证了鲁棒性。

【Calibration and validation】校准结果显示模型能准确捕捉干湿季转换特征，在琅勃拉邦等关键站点实现日尺度NSE>0.65。典型案例分析揭示水库运营使旱季流量增加12-24%，而雨季削减达15-30%，显著改变自然水文情势。

【Conclusions】该研究创建了首个FAIR标准化的湄公河流域水文-水资源管理模型，其重要意义体现在：1）通过Zenodo平台开源代码（DOI: 10.5281/zenodo.15635798），提升研究透明度；2）融合遥感反演数据突破水库运营"黑箱"难题；3）为评估水电开发对鱼类迁徙、沉积物输运等生态影响提供量化工具。正如通讯作者Stefano Galelli强调的，这种"数据-模型"协同框架尤其适用于跨境流域治理，未来可扩展应用于气候变化适应性研究等领域。

研究团队特别指出，模型当前仅整合现有水库的80%容量数据，对规划中的水电项目尚需动态更新机制。这项工作得到新加坡教育部MOE-T2EP50122-0004项目资助，相关技术文档已在GitHub平台全面公开，为后续区域合作研究奠定了方法论基础。