基于洼地四因子重构的水文响应单元(HRU)模型优化及其水文过程模拟提升

传统流域水文模型难以直接量化地表洼地的地形特征、土地利用与覆被(LULC)变化及土壤类型对水文过程的影响。为此，研究人员创新性提出洼地导向型四因子水文响应单元(HRU)重构方法，引入基于洼地单元(PBU)的新概念，将单个洼地及其汇水区定义为洼地HRU，通过复合曲线数整合多LULC与土壤类型。应用表明，该方法有效避免了洼地区域LULC和土壤类型信息丢失，显著提升了流域模型水文过程模拟精度。

　　

传统流域水文模型面临一个关键挑战：难以精准刻画地表洼地的地形特征动态、土地利用与覆被(LULC)变化以及土壤类型差异对水文过程的综合影响。为解决这一难题，本研究开创性地将洼地单元(Puddle-based Unit, PBU)概念作为第四要素纳入水文响应单元(Hydrologic Response Unit, HRU)体系。

研究团队将每个独立洼地及其汇水区定义为具有水文一致性的PBU-HRU单元，在此框架下创新开发了复合曲线数计算模型，巧妙融合了多种LULC类型和土壤特性的空间异质性。这种洼地导向型HRU重构技术展现出显著优势：既保留了微观尺度上洼地区域的关键水文特征参数，又通过PBU的层级嵌套结构实现了宏观流域水文过程的精准模拟。

实际应用案例证实，与传统HRU划分方法相比，这种四因子重构策略有效规避了洼地系统内LULC和土壤类型信息的"空间平均化"失真，使流域水文模型的模拟精度获得显著提升，特别在暴雨径流形成和洼地蓄满产流等关键水文过程模拟方面表现出色。该研究为复杂地形区水文建模提供了新的技术范式。