1. WRF-Hydro 概述
什么是 WRF-Hydro？
WRF-Hydro（Weather Research and Forecasting Hydrological modeling system）是由美国国家大气研究中心（NCAR）开发的一个用于耦合气象模型和水文模型的高级建模系统。它旨在提供更精细的水文过程模拟，以改进气象预报、流域水文模拟和洪水预警。
WRF-Hydro 既可以独立运行（Standalone mode），也可以与 WRF（Weather Research and Forecasting Model）耦合运行（Coupled mode），从而支持跨学科的环境模拟需求。
主要应用领域
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洪水预警和预测
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水资源管理
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土壤水分和地下水模拟
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农业和生态系统研究
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气候变化对水文循环的影响分析
2. WRF-Hydro 的主要特性
WRF-Hydro 拥有多个高级水文建模功能，使其成为一个强大的水文模拟工具：
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多尺度水文模拟：能够模拟从小流域到整个流域尺度的水文过程。
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耦合 WRF：可以与 WRF 耦合运行，提供更精细的气象驱动数据。
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可变分辨率网格：支持不规则网格，以提高复杂地形区域的模拟精度。
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水文过程建模：包括降雨-径流、地下水渗透、土壤水分输运等关键水文过程。
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支持高性能计算（HPC）：能够在并行计算架构上运行，提高计算效率。
3. WRF-Hydro 的安装与运行
3.1 系统要求
要运行 WRF-Hydro，需要一个高性能计算环境，并安装以下关键依赖项：
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Linux/Unix 操作系统
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CMake（用于构建和编译）
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NetCDF（用于数据存储）
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Fortran 和 C 编译器（如 GNU Compiler Collection）
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MPI 并行计算库（可选，但建议使用）
3.2 WRF-Hydro 安装步骤
1. 克隆代码库
# 获取 WRF-Hydro 源码
git clone https://github.com/NCAR/wrf_hydro_nwm_public.git
cd wrf_hydro_nwm_public2. 配置环境变量
export NETCDF=/path/to/netcdf
export PATH=$NETCDF/bin:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=$NETCDF/lib:$LD_LIBRARY_PATH3. 编译 WRF-Hydro
./configure # 选择 Standalone 或 Coupled 模式
./compile_offline_NoahMP.sh # 适用于独立运行模式如果编译成功，将在 Run/ 目录下生成可执行文件。
3.3 运行 WRF-Hydro
1. 准备输入数据
WRF-Hydro 需要多个输入数据集，包括：
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DEM（数字高程模型）
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土壤和土地覆盖数据
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气象驱动数据（如 WRF 输出或外部气象数据）
2. 配置 namelist 文件
WRF-Hydro 运行时需要配置 hydro.namelist，其中包含模型参数，例如：
&hydro_nlistrouting = 1noahlsm_offline = 1terrainrouting = 1groundwater = 1
/3. 运行模型
mpirun -np 4 ./wrf_hydro.exe4. WRF-Hydro 典型应用案例
4.1 洪水模拟
利用 WRF-Hydro 模拟暴雨期间的地表径流演变，以预测洪水发生的时间、强度和范围。
4.2 水资源管理
结合流域降水预报数据，利用 WRF-Hydro 评估水库、地下水和流域管理方案的有效性。
4.3 气候变化影响评估
通过耦合 WRF 气象模型，分析不同气候情景下水文循环的变化，以评估气候变化对水资源的影响。
