兰州大学泛第三极环境中心以“RiverLakeBasins: A Global Dataset of Nested River-Watersheds and Lake-Hillslopes”为题，在《International Journal of Geographical Information Science》期刊发表研究成果。该成果第一作者为兰州大学泛第三极环境中心刘军志教授。该研究基于全球高精度水文基础数据集 MERIT Hydro，以及团队前期自主研发的全球嵌套流域数据集 NWEI，构建了全球首套系统考虑湖泊与水库影响的嵌套式流域划分数据集—RiverLakeBasins。

流域是水文模拟和水资源管理的基本空间单元。但现有全球流域数据集对湖泊和水库的表达尚不完善，难以满足流域系统模拟和科学管理的需求。针对该问题，RiverLakeBasins创新性地将湖泊/水库及其汇水坡面单元纳入嵌套流域体系之中，实现了坡面—湖泊—河流之间的完整拓扑关联表达，为全球尺度水文模拟、水资源管理、湖泊—河流相互作用研究以及数字流域建设提供了重要基础数据。

RiverLakeBasins构建的方法体系主要包括三个阶段。首先，系统识别需要引入湖泊信息进行重构的当前层级NWEI流域单元。筛选原则为：若湖泊完全位于某一层级流域内部，则该流域被纳入更新范围；若湖泊跨越多个相邻子流域，则选取能够完整覆盖该湖泊的上一级流域进行处理。该策略确保每个湖泊及其汇水区在分层框架中作为一个一致、完整的水文单元进行表达，避免了湖泊分割。

随后，在选定流域范围内，基于流向与汇流累积数据提取河网，并针对河湖空间不匹配问题进行优化处理，包括去除湖泊内部的虚假闭合河段，以及补充缺失的湖泊—下游河段连接关系，再沿湖泊边界追踪湖泊的坡面。本研究根据汇流路径特征，将排水区划分为两类：一类为通过河网汇入湖泊的河流流域单元，另一类为直接以坡面径流形式汇入湖泊的湖泊坡面单元。所有指向同一湖泊的坡面单元被合并为整体，以清晰区分河道汇流与坡面汇流。

最后，将湖泊坡面集成到原有嵌套流域体系中。通过空间叠加操作，对受湖泊影响的流域进行更新与拆分，形成新的河流流域、湖泊单元及湖泊坡面单元，并记录明确的上下游拓扑关系。在此基础上，引入扩展的分层编码体系，为每个空间单元分配唯一标识，并记录其下游连接关系和关键属性，从而构建完整的河流—湖泊—坡面水文拓扑结构。

通过上述方法，RiverLakeBasins 实现了湖泊及其坡面在全球嵌套流域框架中的显式表达，构建了河流—湖泊—坡面一体化的层级水文结构体系，为多尺度水文建模、水资源评估以及湖泊—河流相互作用研究提供了系统化、结构化的基础数据支撑。与现有考虑湖泊影响的流域划分数据集 Lake-TopoCat 的对比分析表明，RiverLakeBasins 在流域结构刻画完整性以及湖泊水文属性表达精度方面表现出更高的准确性与可靠性，能够更加真实地反映湖泊与河流系统之间的拓扑联系与水文过程。

原文链接： https://doi.org/10.1080/13658816.2026.2620024

图1：RiverLakeBasins在12层级的河流、湖泊、湖泊坡面的全球分布

图2：构建河流湖泊流域数据集的概念性工作流程

图3：河湖空间不匹配的两种情景

图4：湖泊及湖泊坡面整合到嵌套流域的流程示意

图5：与Lake-TopoCat在不同大洲比较的流域汇水面积的验证