基于SWAT模型的北江流域气候变化的水文响应

[目的]建立SWAT分布式水文模型,模拟分析气候变化对北江流域径流的影响。[方法]以北江流域为研究对象,运用分布式水文模型SWAT对流域径流进行模拟,以流域出口石角站1961～1980年月流量数据对模型参数进行率定,用1981～1990年月流量数据对模型参数进行了验证。设置15种气候变化情景,利用率定好的SWAT模型模拟了未来气候变化对北江流域径流的影响。[结果]SWAT模型模拟精度较高,可用于北江流域径流模拟。在降水量不变的情况下,温度升高将会使蒸发量增大,径流深减小;气温保持不变时,降水量增加会使蒸发量和径流深有所增加。[结论]该研究可为北江流域水资源管理提供参考依据。     

分布式水文模拟模型在流域水资源管理中的应用

分布式水文模型建立在物理机理的基础上,能够较好地反映流域下垫面条件的影响,能模拟计算降雨产汇流的过程,分析时空分布特性,是目前水文科学研究中的一个重要发展方向。流域水文模拟从模拟的侧重点上可以划分为降雨径流模拟、地下水模拟、流域水循环综合模拟。从流域水资源管理的角度出发,分别介绍上述模型的总体结构、特点及适用领域等。     

分布式水文模型研究进展

该文介绍了分布式水文模型的研究现状,以及分布式水文模型的构建,并对存在问题及发展方向进行了总结和展望。     

基于CMADS驱动的SWAT模型在浏阳河流域的应用研究

以浏阳河流域为研究区域,对1961—2015年径流序列资料进行了水文突变检验,采用中国大气同化驱动数据集(CMADS)驱动SWAT模型,对该流域2009—2015年径流进行逐月模拟,并采用SUFI-2算法进行参数敏感度和不确定性分析.结果表明,浏阳河流域径流序列于1987年发生突变,不具有一致性.基于CMADS驱动的S...     

基于SWAT模型的半城子水库流域径流模拟

该文应用分布式水文模型(SWAT模型)对半城子水库流域的径流状况进行模拟研究,并重点探讨森林植被变化对水文生态响应的影响。对半城子水库流域1990—1999年期间年、月径流进行模拟,以月径流模拟的效率系数、相对误差和相关系数3个指标为标准,对模型的敏感参数进行率定,并对2000—2006年的月径流进行验证模拟。结果表明,该模型适用于半城子水库流域的径流模拟,且精度较高。然后基于SWAT模型的模拟分析结果,应用GIS的空间分析功能,分析了半城子水库流域在1990、1995、2000和2005年的径流分布以及不同土地利用类型对水文响应影响的贡献。结果表明,降雨和土地利用变化对径流产生了较大的影响。降雨较多的月份,产生的径流也较大;降雨较少的月份,产生的径流也较小。土地利用的变化主要表现在灌木林和针叶林面积的减少和阔叶林面积的增加,相应的水文变化表现为径流量的减少。其中,针叶林和针阔混交林产生的径流量最大。     

基于SWAT模型的岩溶地区地下水资源评价

建立SWAT分布式水文模型来评价岩溶地区地下水资源。选取连江流域为研究对象,采用GIS和RS技术提取水文气象、地形、土壤、土地利用等模型所需要的参数,建立SWAT分布式水文模型来模拟连江流域径流过程,以流域出口黄德高道水文站2008～2010年月流量数据对模型参数进行率定和验证。结果表明,与传统的地下水资源评价方法相比,该方法充分考虑了岩溶区特殊的地质背景和降雨不均等影响因素,精确地模拟了连江流域径流过程,可以用来评价地下水资源量。该研究可为其他岩溶地区地下水资源评价提供借鉴意义。     

流域水文模型研究进展综述

介绍了流域水文模型的发展,总结了常用的流域水文模型及特点,最后对流域水文模型的发展进行展望。     

国内外流域水文模型研究进展

随着计算机的发展,流域水文模型种类越来越多,本文对流域水文模型进行分类并整理出细化的常见的水文模型,以及相关的水文模型研究发展。为后续水文研究提供一定的依据的方向。     

ATHYS模型及其在巢湖流域丰乐河水文过程模拟中的应用

以巢湖典型支流丰乐河流域为例,利用分布式水文模型ATHYS对流域降雨—径流过程进行模拟,以期为丰乐河流域水土保持、防洪、水资源利用和非点源污染防治等提供科学依据。ATHYS模型将流域分为大小相同的空间小单元,以库模型进行产流计算,以滞后演算法（lag and route）方法进行汇流计算,并以Nash and Sutcliffe指数作为检验模拟结果的标准,模拟流域出口断面日径流量,初步分析流域径流实测值与模拟值的年际变化。模型模拟结果表明,在率定期和验证期模拟与实测径流量的总Nash and Sutcliffe值（Nash值）都可以达到0.80以上,相关系数均可达0.89以上。除了部分峰值和基流,模型能较好地模拟丰乐河的径流过程。模型模拟径流总量的相对误差在率定期为23.1%,验证期为34.6%。流域降雨量、径流量的年内、年际变化均比较明显,径流实测值和模拟值的年际变化也都比较大。综合来看,模型比较适用于所研究流域的日径流模拟。     

流域水文模型研究进展

流域水文模型是研究流域水文学和水资源管理的重要工具。介绍了系统理论模型、概念性模型和物理模型的应用发展情况和存在的不足。未来的主要研究热点将主要集中在:加强模型的物理基础分析、改进参数优选方法、完善模型结构、增强模拟真实性、增加分布式物理模型适用性;将3S、DEM和ANN等先进技术和工具应用到模型中,集成开发一体化的分布式水文模型,并与其他专业系统模型相耦合建立起模型库集成系统;把水文—气候—社会—经济—生态—环境等耦合成新型的模型系统,更好地满足模拟需要,更真实地反映实际情况,提高模型的精确度。     

基于水文模型对比建立SWAT模型数据库 ——以黄土丘陵沟壑区岔口流域为例

21世纪以来,水文模型在国内得到广泛应用,但模型参数众多且数据库建立复杂,基于模型对比分析探究AnnAGNPS模型与SWAT模型结构算法、输入参数的相似性,在此基础上,选择黄土丘陵沟壑区岔口流域为研究区,以AnnAGNPS模型数据库为基础,建立流域SWAT模型数据库,并验证其适用性,为高效建库提供依据,实现一定的数据共享性。结果表明:(1)在水文部分,2个模型模拟径流与蒸发使用相同算法,泥沙侵蚀模拟时,2个模型采用以USLE基础的改进方程,模型气象、土壤和管理等数据库的输入参数大多相同;(2)建立SWAT模型空间数据库时,AnnAGNPS模型的空间数据可直接利用,属性数据库中相同或相似参数可直接继承,其他参数可重置或采取默认值;(3)使用水文模型对比建立的SWAT模型数据库模拟,其率定期月径流量相关系数(R~2)=0.67,纳什效率(NSE)=0.61,验证期月径流量R~2=0.63,NSE=0.59,模型在岔口流域具有较好的适用性。因此,对比分析水文模型并对其数据进行建库利用,能有效提高建库效率,在基于多模型研究岔口流域水土流失奠定基础的同时,也可为其他相关研究提供参考。     

气候变化下石羊河流域上游产流区的径流响应研究

【目的】分析西北典型干旱区石羊河流域上游产流区径流对未来气候变化的响应,为石羊河流域未来水资源的规划利用提供参考。【方法】应用可变下渗能力模型(VIC)模拟水文过程,基于模型参数率定,利用统计降尺度模型(SDSM)对全球气候模式(GCMs)中HadCM3模式下A2、B2情景进行降尺度处理,分析A2、B2情景下石羊河流域上游产流区气候要素的变化,以预估的未来气候情景数据作为验证后VIC模型的输入,分析未来气候变化下石羊河流域的水文响应。【结果】VIC模型的效率系数在率定期(1990-1994年)和检验期(1995-1996年)分别为0.769和0.690,相关系数分别为0.955和0.894,表明VIC模型能够较好地描述流域大尺度水文过程;在未来2020s(2010-2039年)和2050s(2040-2069年),研究区多年平均最高气温在A2情景下分别较现状升高1.3和2.8℃,B2情景下分别较现状升高1.3和2.5℃;在2个时期的2种气候情景下,多年平均最低气温均升高0.1℃左右;在A2情景下2020s和2050s多年平均降水量分别较现状减少7.6%和15.2%,B2情景下2个年代的多年平均降水量分别减少8.7%和13.1%;2020s多年平均径流量在A2和B2情景下分别较现状减少2.8%和1.4%,2050s多年平均径流量在A2和B2情景下分别减少13.2%和8.3%。【结论】石羊河流域径流在未来A2、B2气候模式下的不同时期内均会呈减少趋势。     

空间数据库在分布式水文模型中的集成应用

回顾了GIS与水文模型的集成方式,分析了对比分布式水文模型数据库与基础数据库的特点,按照空间数据库的设计步骤,从功能和结构两方面对分布式水文模型数据库进行设计,并建立分布式水文模型数据库,将空间数据库集成到分布式水文模型中。该数据库在模型的运行中起到了枢纽的作用,可以改善分布式水文模型运行环境,提高了运行的整体水平。     

分布式流域水文模型BTOPMC/SCAU地形模块的可视化

操作简单、显示直观、逻辑组织好的可视化界面,可有力促进水文模型的研发、应用、推广和普及。根据分布式水文模型系统BTOPMC/SCAU中地形模块对输入的DEM数据进行填洼、数字河网提取、子流域划分等工作内容,开发了一个简单直观、互动性好的用户操作界面,界面后台采用可扩展的系统架构,使地形模块工作直接面向用户。经验证,BTOPMC/SCAU系统的地形模块可视化、人机互动性强、运算速度快,在韩江流域水文模拟应用中取得了较好的效果,为模型系统后期整体开发奠定了基础。     

基于SWAT模型的石头口门水库流域径流模拟

[目的]利用SWAT模型对石头口门水库流域径流进行模拟。[方法]利用石头口门水库流域的DEM高程、土地利用、土壤类型、水文气象等数据,构建SWAT分布式水文模型,分别选用2006、2010年作为模型校准期和验证期,对石头口门水库流域月径流进行模拟。[结果]SWAT模拟结果表明,SWAT模型可应用于石头口门流域径流模拟,且模拟效果较好。但是,该模型对于局部暴雨响应不显著,导致验证期暴雨月份径流实测值偏高,与模拟值有较大的偏差。[结论]该研究为石头口门水库流域未来的水资源规划和管理提供了理论参考。     

VIC模型在季节性冻土区水文模拟适用性研究

为了探讨VIC(Variable infiltration capacity)水文模型在季节性冻土区水文模拟中的适用性,以大凌河复兴堡站以上流域为研究区,构建了考虑能量平衡模式的VIC大尺度水文模型,评价了VIC模型在东北季节性冻土区水文模拟的适用性,并对不考虑能量平衡模式的水文模拟进行了比较分析。结果表明,考虑能量平衡模式的VIC模型率定期和验证期径流模拟效率系数在0.63以上,相对误差在6.0%以内。与不考虑能量平衡模式的水文过程模拟差异性比较显示,考虑了能量平衡模式的VIC模型可以更好地刻画由于冻土冻融过程引起的径流变化特征,模拟的土壤含水量和蒸散发量的空间分布特征更加合理。     

HEC——HMS分布式水文模型在黄土高原小流域的可应用性

场降雨条件下小流域水文模型的研究是水文学的热点问题之一。该文利用山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站2004—2006年的实测资料,在分析了HEC--HMS分布式水文模型参数敏感性的基础上,进行了参数率定和检验,然后利用率定好的参数,对HEC--HMS分布式水文模型在黄土高原小流域中的可应用性进行了评价。研究得出:参数Cn对洪峰流量和径流总量敏感,Cn的取值是决定模型模拟精度的关键;洪峰滞时对洪峰出现时间为一般敏感;模型率定期的确定系数在0.75～0.87之间,模型验证期的确定系数在0.73～0.82之间;HEC--HMS分布式水文模型适用于黄土高原地区。      

基于SWAT模型的阜平流域土地利用/覆被变化的径流响应

以阜平流域为研究区,基于1980、2005、2010年3期土地利用数据,采用土地利用转移矩阵分析阜平流域土地利用的时空变化情况,并构建适用于阜平流域的SWAT分布式水文模型,定量分析土地利用变化对径流的影响。结果表明:1980—2010年林地和草地是阜平流域的主要土地利用类型,共占流域面积90%以上,1980—2005年各土地利用类型面积变化不明显,2005—2010年土地利用类型变化主要表现为草地转换为林地,转换面积为1 007.55 km~2;通过敏感性分析,确定了10个敏感参数,在参数率定和模型验证期,R~2和Ens均大于0.80,说明SWAT模型能够较好地对阜平流域径流进行模拟;与2005年土地利用情景相比,2010年土地利用变化引起年均径流量减少0.44亿m~3/s,变化主要集中在7—9月,子流域1、11变化较大,主要位于流域东北部以及南部地区。