"WATcycle：基于多源数据融合的陆地水循环与水量平衡分析软件及其在亚马逊流域的应用研究"

本文推荐一款开源Python软件WATcycle，该工具通过五步流程（数据下载、预处理、多尺度时空分析、13种降水数据集验证、比例重分配法水量平衡闭合）实现多源水文数据整合分析。其创新性在于采用客户端-服务器架构（WebSocket协议）和Streamlit交互界面，解决了传统工具在数据异构性、时空尺度转换和水预算闭合（TWS）方面的技术瓶颈，为全球流域水资源管理（如亚马逊案例）提供标准化分析平台。

　　

Highlight

本研究开发的开源软件WATcycle创新性地整合了79种多源水文数据集（包括降水、蒸散发ET、地表径流、陆地水储量TWS等），通过五步标准化流程实现从数据获取到水量平衡闭合的全链条分析。其客户端-服务器架构采用WebSocket实时通信协议，结合Streamlit构建的交互界面显著提升了用户体验。

Study Area

亚马逊河流域（21°35’ S–5°16’ N, 79°29’ W–50°22’ W）作为全球最大流域之一，具有强降水-ET耦合、复杂地形和显著淡水储量变化等特征，为验证软件性能提供了理想试验场。

Precipitation

降水数据验证显示，安第斯山脉区域因对流过程呈现最高降雨量，而软件集成的13种数据集能有效捕捉这种空间异质性。通过比例重分配法（Proportional Redistribution）闭合水预算时，发现卫星与模型数据的系统误差主要源于算法差异和物理简化。

Conclusions

WATcycle通过标准化数据处理流程和可视化模块，解决了多源水文数据（如GRACE-derived TWS与原位观测）的时空不一致性问题。案例研究表明，该软件在亚马逊流域能准确量化地下水储量变化（ΔGWS=ΔTWS-ΔSM-ΔCWS），为气候变暖背景下的水资源脆弱性评估提供新工具。