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。     

基于空间变化的栅格水文模型构建

传统水文模型在水量模拟实践中取得了一些满意的结果,但由于传统水文模型大多不能反映下垫面特性对降雨径流过程的影响,从而限制了其在更广泛涉水领域的应用和发展.本文在地貌形成理论的基础上,充分考虑了流域内地形、植被、土壤、土壤水分参数等因素对流域蓄水容量空间分布的影响,提出了基于栅格蓄水容量空间变异的分布式水文模型.     

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。     

基于AVSWAT丰乐河流域水文预测

运用SWAT(SoilandWaterAssessmentTool)分布式水文模型丰乐河流域降雨、径流进行了预测。按不同的土壤和土地利用类型将整个流域划分成38个子流域和137个具有相似水文特征的水文响应单元。选用2000-2003年桃溪水文站降水观测资料对模型灵敏度较高水文参数进行了校核与检验,率定结果显示模型模拟值与实测值拟合精度较高,表明模型可以应用于流域水文模拟预测。通过AVSWAT2000与气象预测模型的集成预测了流域水文风险预测和常规预测,推求得到流域典型年及常规年降水、径流年内月分布过程,为流域水资源管理提供了依据。该预测方法是对分布式水文模型集成化研究的一次新尝试,对今后的进一步研究具有积极意义。     

岷江上游典型流域植被水文效应模拟

该文通过研究现有土地覆盖下水文分布的空间格局,及不同植被类型集水区内降雨与径流间的关系,来揭示森林生态系统与水文动态之间相互作用的机制,从而为岷江上游的生态环境评价和区域生态环境保护及恢复提供理论依据和科学指导.在前人研究的基础上,结合先进的地理信息系统和遥感技术,构建岷江流域植被水文模型.模型以水文子模块TOPMODEL为中心,由山地小气候模型MTCLIM和林冠截留模型为其提供水文学参数,研究中水文循环过程涉及植被截留、(实际)蒸散发、降雨入渗和土壤水分动态等.最后将模型应用于岷江上游典型支流——杂古脑流域,对其1995年7—9月的径流特征进行了模拟分析.结果显示,7—9月日径流量总体趋势表现为逐渐降低,径流量对降水响应敏感,基本反映了杂古脑流域雨季的径流变化特征.     

HSPF模型在流域面源污染模拟中的应用

HSPF模型是以斯坦福水文模型为基础,能综合模拟流域径流、土壤流失、污染物传输、河道水力等过程的应用模型。该模型是半分布式水文水质模型的优秀代表。综述了HSPF模型及与其他常用面源污染模型的对比,概括HSPF模型应用优势,并综述了HSPF模型在不同空间属性条件、不同气象和水文条件下国内外流域面源污染模拟中的实际应用,以及HSPF模型参数的不确定性研究,最后提出对HSPF模型在我国流域面源污染控制中的应用展望。     

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。     

AnnAGNPS模型数据库的建立--以黄土丘陵沟壑区砖窑沟流域为例

年农业非点源污染模型(AnnAGNPS)是一个由美国农业部农业研究局和自然资源保护局联合开发的连续模拟来自流域的地表径流、沉积物、污染负荷的分布式参数模型,以位于黄土丘陵沟壑区的晋西北河曲县砖窑沟流域为例,建立了AnnAGNPS模型数据库,包括气候、地形、土壤、土地利用等相关参数的确定过程,充分使用了GIS、RS、农田调查等技术和方法,重点分析了降雨特征、模拟单元的划分、土壤相关参数的转换、农田操作措施、地表粗糙度、施肥、径流曲线值等因子,为该模型在中国的合理使用奠定了基础。     

基于SWAT模型的长江源区径流模拟

长江源流域位于青藏高原腹地青海省境内,是气候变化的敏感区,其流域径流量的变化对区域经济发展和三江源生态环境保护具有重要的意义。SWAT模型是基于水文过程的,具有很强物理机制的流域分布式水文模型。利用长江源区1975-2004年气象数据、水文数据以及土地覆被/土地利用图、土壤图等数据构建了适合长江源区的SWAT水文模型。结果表明,模型对模拟的月流量相对误差为10.6%,相关系数R2和Nash Suttcliffe系数Ens>0.7。表明模型在长江源流域对产流模拟的适用性较好,为长江源流域建立分布式流域水文模型提供了参考。     

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。     

新疆河流径流模拟

新疆的水文气象资料的数量和范围都较小,在对其径流模拟中,首先要解决∶⒈径流的形成机制如何？⒉如何模拟融雪径流？⒊模型输入的时空分布估计。通过大量的资料分析与流域实地调查,笔者认为,新疆山区具有湿润半湿润地区的产流特征和干旱半干旱地区的气候特征。使用温度指标的融雪模型能较好地适应现时的水文气象观测条件。需要搜集与径流形成有关的各种直接或间接的资料,包括人们的感性认识,分析它们的内在联系与关系,以解决水文气象资料缺乏的困难,从而使径流模拟工作能够进行。在本文中,给出了面积分别为１９０５８ｋｍ２和１６３０ｋｍ２的两个流域模拟实例。     

坝缘山地陡坡地不同水保措施土壤流失量对比——以张家口市沽源县红旗滩小流域为例

在沽源县红旗滩小流域陡坡地,选取地貌、土壤、植被等自然条件具有较强代表性的红泥滩村北山坡为研究地,设置未治理坡面径流小区、水平沟治理坡面径流小区、鱼鳞坑治理坡面径流小区3个观测小区。于2007～2009年的雨季连续监测、对比各径流小区的土壤流失量。结果表明：在坡度、坡向、植被盖度和降水特征等要素基本一致的条件下,水土保持措施效果由好到差依次是水平沟治理坡面径流小区、鱼鳞坑治理坡面径流小区、未治理坡面径流小区。坝缘山地陡坡地水土流失治理应提倡使用水平沟治理方式。     

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。      

数字高程模型在分布式水文建模中的应用--以三峡库区晏家河小流域为例

以三峡库区晏家河小流域为例,论述了在数字高程模型的基础上,进行流域河网的生成、子流域的划分以及流域边界的确定等工作的理论与方法,并进行了与地形相关、具有水文学意义的部分参数的提取。结果表明,数字高程模型在分布式水文建模中的应用主要体现在通过DEM不仅可以实现流域离散化,而且还可以从中提取分布式水文模型所需的地形参数。     

AnnAGNPS模型在西南岩溶地区奇峰河流域的参数敏感性及适用性分析

为了探究农业非点源模型(AnnAGNPS)在西南岩溶地区奇峰河小流域地表径流量模拟的适用性,使用差分灵敏度分析(Differential sensitivity analysis,DSA)方法对参数进行敏感性分析,采用敏感指数法评价参数的敏感性等级;利用试错法人工调整模型参数,采用三个评价指标:决定系数(R~2)、纳什系数(ENs)和相对偏差(Re)评估模型的性能,检验其在岩溶地区奇峰河小流域的径流模拟的适用性。结果表明:不同临界源区面积(Critical source area,CSA)与最小源区沟道长度(Minimum source channel length,MSCL)取值下,CSA=20 hm~2,MSCL=200 m时,能够较为全面地描述奇峰河流域的下垫面的情况。参数敏感性分析结果表明,对径流模拟最敏感的参数是径流曲线数(CN),与非岩溶地区相比,影响地表径流的最敏感的参数相同,取值较非岩溶地区流域的大;对泥沙、总氮、总磷模拟最敏感的参数是土壤可侵蚀性因子与径流曲线数。模拟结果表明:AnnAGNPS模型能很好地模拟流域的地表径流,月尺度下模拟的R~2为0.962,ENs为0.831,Re为-14.94%。日尺度下模拟的R2为0.716,ENs为0.946,Re为-13.69%。由于岩溶系统的高渗漏性以及地下水与地表水交换的瞬时性,日尺度下的模拟精度较低。研究表明经过校准与验证的AnnAGNPS模型适用于西南岩溶地区桂林市奇峰河流域的非点源污染负荷模拟。