基础流分离方法:统一的过滤框架、多流域评估及开源计算工具
《Water》:Baseflow Separation Methods: A Unified Filter Framework, Multi-Catchment Evaluation, and Open-Source Computational Tools
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时间:2026年08月30日
来源:Water 3.5
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摘要
基流(baseflow)无法直接测量,因此存在许多分离方法,但这些方法之间存在分歧。我们回顾了16种方法,包括数字滤波、图形分割、退水分析(recession analysis)以及导电率质量平衡(Conducti
摘要
基流(baseflow)无法直接测量,因此存在许多分离方法,但这些方法之间存在分歧。我们回顾了16种方法,包括数字滤波、图形分割、退水分析(recession analysis)以及导电率质量平衡(Conductivity Mass Balance, CMB)。研究表明,大多数递归滤波方法实际上是某种通用三参数方程的特例,这种方程将线性水库(linear reservoir)与信号处理方法区分开来,并指出Boughton滤波器和Eckhardt滤波器在数学上是等价的。所有这16种方法都实现在了开源Python包baseflowx中(版本3.9或更高),其中8种方法已经通过独立发布的数据结果得到了验证。这些方法对398个参考流域的基流排名相似,但在精确度上存在差异:当相关性超过0.93时,平均绝对基流指数(BFI)的差异可达到0.22。我们在31个筛选过的流域中,将15种仅基于流量(streamflow-only)的方法与CMB进行了比较,并额外使用了24个流域作为稳定性测试。所有基于流量的方法估计的基流量平均值都高于CMB的结果,这反映了它们在分离水量时的差异:基于水文图的方法将河岸储水、缓慢的地下水流以及其他延迟的水体也计入基流量中,而CMB则是根据导电率进行划分的。在所有55个流域中,CMB计算出的基流值都低于Eckhardt方法默认的0.80这一标准。参数的选择也是导致方法间差异的主要原因。仅基于流量的方法可以支持相对比较和趋势分析,但如果没有外部参考值,它们无法确定基流的绝对比例。
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