基于SWAT的内蒙古西柳沟孔兑径流模拟研究

使用SWAT模型对内蒙古十大孔兑之一的西柳沟流域进行了径流模拟,并使用SWAT-CUP结合SUFI-2算法进行了参数敏感性分析、参数率定、模型验证.研究结果表明:率定期和验证期线性拟合系数R2,Nash-Sutcliffe效率系数分别均超过了0.6和0.5,说明SWAT模型在西柳沟流域具有一定的适用性.比较模拟径流和实测径流的水文过程线,发现模拟径流在夏汛时期模拟效果较好,春汛及其他降雨较少的月份模拟效果较差,原因可能是西柳沟流域处于干旱半干旱地区,降雨时空分布不均且其流量较小,除汛期外,其它月份流量都小于1m3/s.为更好地模拟该流域的径流,SWAT模型仍有待改进.     

基于SWAT模型的开都河流域水文干旱变化特征及驱动因子分析

以开都河流域为例,以SWAT(Soil and Water Assessment Tool)分布式水文模型和标准化降水蒸散指数(SPEI)为基础,对干旱变化特征进行识别.利用贝叶斯动态线性方程(BDL)模型研究南方涛动(SOI)等气候驱动因子对区域季节性干旱的影响.结果表明:1965—2016年开都河流域的干旱主要集中...     

基于SWAT模型的内蒙古闪电河流域径流模拟研究

以内蒙古闪电河流域为研究对象,采用分布式水文模型SWAT对闪电河流域水文过程进行模拟,模型采用1962～1975年月径流资料进行参数率定,将1986-2001年作为模型的检验期对模型的适用性进行评估。结果表明:实测与模拟的逐月流量总体较为接近,率定期和验证期的Nash-Sutcliffe效率系数均大于0.60,实测与模拟的月流量之间的相关系数在0.65以上,率定期的多年平均相对误差小于5%。由于人类活动的影响,验证期的模拟误差相对较大,超过12%。总体来看,SWAT模型参数经多次率定之后,能够较好地模拟干旱半干旱地区的径流过程,在同类地区具有一定的适用性。模拟过程中,对于降水量突然增大的月份,SWAT模型对月径流量的模拟结果往往超过实测值一倍,直接导致整个模拟过程的误差偏大。然而,模拟值与降水量在年内分配上却表现出很好的相关性,降水偏大的月份径流量敏感性大。同时,SWAT模型模拟径流结果受参数影响很大,调整融雪参数值,模拟精度在原有基础上相对提高。     

基于SWAT模型的山区日径流模拟在玛纳斯河流域的应用

针对玛纳斯河流域山区水资源对径流的显著影响,建立适合于该流域的SWAT分布式流域水文模型。结果表明,采用1980-1995年数据模拟,验证了玛纳斯河流域控制性站(肯斯瓦特水文站)的日径流的模拟过程基本上反映了实际情况。模拟相对误差RE为17%、Nash Sutcliffe效率系数Ens为0.73,为新疆山区河流建立分布式流域水文模型提供了参考。     

黑河流域出山径流模拟

国际水文科学协会已提出针对干旱半干旱区的"无资料地区的水文预测"项目。水已成为制约西北干旱半干旱区社会经济发展和生活改善的主要因素。预测全球变化和人类活动下的水循环过程和水资源变化格局是重要的。文中以黑河上游为研究区,应用IHACRES模型模拟黑河上游降水-径流过程。结果表明:IHACRES模型可以较好地模拟研究区的日出山径流量;率定期确定性系数达0.766,验证期确定性系数为0.71;确定黑河上游地区的基流指数为0.539;黑河上游经莺落峡水文站向中游输送水量为14.9亿m3,其中地表径流与基流分别占46.1%和53.9%;模型模拟受流域面积大及降雪等因素影响,使模拟精度降低;最后指出IHACRES模型适合缺乏资料地区水文模拟的研究。     

SWAT模型及SUFI-2算法在秃尾河上游流域径流模拟中的应用

通过构建处于干旱和半干旱地区的秃尾河流域(上游)的水文、气象、土地利用土壤等数据库,利用基于分布式的SWAT模型对该流域的水文过程和产流机制进行模拟,并通过改进的SUFI-2算法对模型参数进行不确定分析、率定和验证,探讨SWAT模型在于旱和半干旱流域的适应性.采用1977-1983年的月径流实测数据进行模型率定,用1984-1989年的月径流数据进行模型验证.验证结果表明:该研究流域年径流相关系数(R2)和模型效应系数(Ens)均小于0.6(通常认为当模拟结果期望值大于0.6时,模型能比较准确地描述了研究流域的水文过程);月径流相关系数和模型效应系数超过或者接近0.6的水平;汛期(5-10月)模型径流相关系数和效应系数最高(超过或接近0.8).研究表明通过改进的SWAT-SUFI模型能较好地模拟研究流域的汛期径流,而对全年径流和枯水期的径流模拟不够理想.     

基于CMADS气象数据集的延河流域径流量变化模拟及分析

文中对中国大气同化驱动数据集(CMADS)和传统气象站数据的降水空间分布、变化趋势和相关性进行了分析,并基于以上两种数据分别驱动SWAT水文模型,模拟延河流域的多年径流量.同时,利用甘谷驿水文站的实测径流数据进行模型参数的率定和验证,构建适合研究区域特征的分布式水文模型.结果 表明:1) CMADS和传统气象站数据的年...     

开都河流域中下游气候变化特征及其对径流的影响

采用开都河流域大山口、焉耆水文气象站1960—2010年的观测资料,利用趋势分析、距平分析、多元回归以及线性拟合方法,分析了开都河中游、下游气温和降水变化特征,以及径流对气候变化的响应。结果表明:近50 a来,开都河流域气温总体呈上升趋势,其中大山口上升1.08℃,焉耆上升1.71℃。气温季节变化分析表明:焉耆冬季气温上升比夏季明显,大山口各季节气温变化差异不明显,总体呈上升趋势。降水年际波动较大,大山口站降水增加趋势显著,1998年降水达到50 a最大值。气温和降水对径流均有一定的影响,大山口以上相关性表现得比较明显,焉耆段相关性不强,总体上气温和降水与径流的变化均呈正相关关系。     

开都河流域降水与径流年内分配特征及其变化的同步性分析

基于开都河流域巴音布鲁克气象站和大山口水文站1960-2007年的逐月降水和径流数据,文中通过采用集中度与集中期为量化指标,对开都河流域降水和径流的年内分配变化以及两者变化的同步性进行了研究。结果表明:(1)不同年代降水与径流年内分配各自具有明显的差异,80年代夏季降水量与夏季径流量显著偏小,而2000-2007年却显著偏大,同时这时期年径流量显著增多、最大径流量出现时间较其他年代有所推迟;(2)近48年来,降水量和径流量的集中度都有缓慢的下降趋势,两者的年际变化有很好的同步性。降水量和径流量的集中期有微弱的上升趋势,但它们的同步性较差;(3)不同年代冬季降水量与同期径流量变化是不同步的,而年内其他季节,径流量分配过程主要依赖于降水量变化,降水和径流峰值表现出了很强的同步性。     

基于SWMM模型的西安市清河流域暴雨洪峰流量模拟

为探讨暴雨洪水管理模型（storm water management model,SWMM）在暴雨条件下对山区流域洪峰流量模拟的适用性,以西安市清河流域为例,在SWMM模型中分别构建了传统的集总模式和以DEM、流域水系为子流域划分依据的半分布模式。通过2016年几次典型降雨洪峰流量验证两种模式的可靠性,结果表明：集总模式与实测拟合程度较好,相对误差为6%,确定性系数为0.871。为了进一步检验集总模式的适用性,从径流过程角度去模拟,结果也令人满意,两场降雨的相对误差均为11%,两场降雨的确定性系数和纳什系数均高于0.8,表明有较好的模拟效果。由此说明,基于SWMM模型构建的集总水文模式适合于清河流域的径流模拟。最后,模拟了不同重现期下流域的径流过程。流量峰值出现在降雨开始后约1.5 h,10年一遇以下重现期径流变化相对稳定。该模型对当地水利部门评估极端降雨事件等方面具有一定的应用价值。     

基于SUFI-2算法的SWAT模型在陕西黑河流域径流模拟中的应用

参数率定及敏感性分析是用来提高模型精度,确定模型关键参数及改善模型结构的非常有效的方法。本文基于SUFI-2算法,通过SWAT模型对陕西黑河流域进行了模拟,同时基于SUFI-2算法对模型参数进行了敏感性分析,结果表明：（1）影响黑河流域径流模拟结果精度的主影响因子是scs径流曲线参数;（2）用2005年到2011年的实测径流资料对模型进行了率定与验证,模拟确定性系数 R2和模型效率系数ENS均高于0．8;（3）通过SUFI-2算法与SCE-UA算法比较,发现SUFI-2算法所需时间短,精度更高。     

窟野河地区基于小流域尺度的土地利用动态变化研究

在3S技术的支持下,以内蒙古伊克昭盟窟野河流域2002和2006年的LandsatTM影像为信息源,对比分析2002~2006年窟野河流域中的高皂依小流域,奎洞小流域(非沙区水土保持治理区)以及泊尔洞小流域,圪丑沟小流域(沙区水土保持治理区)水土保持治理前后的土地利用变化及其差异。结果表明:二者5年的土地利用均发生了不同程度的变化:1)从土地利用结构的总体变化趋势来看:前者主要表现为低覆盖度草地显著减少,中、高覆盖度草地面积增加;后者主要表现为沙地的大幅度下降,中覆盖度草地增加,高覆盖度草地及有林地面积增加。2)从土地利用类型转化速度来看:前者以中覆盖度草地及耕地这两种土地利用类型变化速度最小,高覆盖度草地和疏林地变化速度最大;后者以沙地变化速度最快,呈急剧下降态势,中覆盖度草地增加速率较其它类型快。3)从土地利用类型之间的转化来看:前者以中、低覆盖度草地转化为有林地,中、低覆盖度草地之间的相互转化为主。后者以沙地向低覆盖度草地、疏林地和中覆盖度草地转化为主。研究区土地利用动态变化情况表明在该区实施的各项水土保持工程效果良好。     

黑河流域近期气候变化对水资源的影响分析

利用典型气象站近50a的气温、降水资料,分析了黑河流域的气候变化特征。在近50a当中,黑河流域的气候发生了显著的变化:主要表现在气温的升高和降雨量的增加。升温率远远大于同期北半球的平均升温率,尤其是近几年来增温幅度之大是几十年来所罕见的;降水量的增加虽然没有气温增加那么明显,但总的趋势是增加的。在此基础上,进一步分析了黑河流域气候变化对区域水文水资源的影响,并根据气候变化的特点对气候要素与径流量变化进行了相关性分析,得出降水与径流的相关系数为0.393,气温与径流的相关系数为0.146,所以降水和气温与径流都呈现出正相关关系。最后得出结论:在过去50a里径流的总体趋势在波动中缓慢增大,未来10a径流仍将继续缓慢增大。     

基于引力和场强模型的干旱内陆河流域城乡体系相互作用及空间表达

综合运用遥感数据和相关统计资料,在对石羊河流域城乡生态环境、人口分布、经济发展深入考察研究的基础上,结合环境生态学、物理学、数理统计学、城市规划学、区域分析及可持续发展理论,通过构建城乡规模评价指标反映城乡规模及辐射范围,结合流域内部相互辐射、引力及场强模型建立遥感与GIS模型。利用引力模型分析城乡间联系的疏密程度和城镇在流域体系中的集聚能力,利用场强模型分析城镇间的辐射作用强度。结果表明:对于干旱内陆河流域区域分析研究,能充分利用到遥感和GIS技术进行空间定位和空间表达,以此建立研究区城镇规模评价指标体系,对其相互作用及联系的紧密程度可以进行直观可视化表达,从而使评价指标体系更为完善。在上述研究成果的基础上深入探讨关于石羊河流域城乡体系协调发展的整合模式,从而为石羊河流域生态环境综合治理、城乡一体化发展及经济社会协调可持续发展提供参考依据。     

基于径流量模拟的渭河流域有机污染负荷削减方案研究

采用分布式水文模型(GBHM2),基于GIS/RS平台,按照渭河流域现状地理、地貌、土地利用类型、植被覆盖条件和2004年社会经济情况,构建了模型需要的空间数据库与属性数据库,模拟了研究区域渭河流域现状条件下,9个子流域日径流量的变化,取得了满意的成果。在此基础上,借助GIS技术,分析了流域工业与生活污染源CODCr在各模拟子流域中的分布情况,结合流域丰、枯水期CODCr这一特征指标的变化,同时考虑了流域点源与面源有机污染负荷的影响,确定了各模拟子流域年CODCr污染负荷消减系数,实现流域水环境功能目标,流域模拟年CODCr污染负荷削减总量为15.7万t。     

基于支持向量机的石羊河流域径流模拟适用性评价

基于VC维和结构化风险最小理论的支持向量机方法因具有较好的学习和泛化能力而在预测预报领域得到广泛的应用。文中选取当月平均降水量、上月平均降水量以及当月平均相对湿度、平均最高气温和平均最低气温五个预报因子,采用Gridsearch算法优化参数,建立了基于支持向量机的月径流预报模型,并将其应用于石羊河流域八个子流域,定量分析其适用性。结果表明:模型在率定期和验证期模拟的平均Nash-Sutcliffe效率系数分别为0.831和0.806,相对误差分别在6%和5%以内;除个别峰值模拟较小之外,流量序列整体模拟效果较好;模型在丰水时段模拟值小于实测值,枯水时段模拟值大于实测值,在平水时段和枯水时段的模拟效果要优于丰水月份。因此,支持向量机模型在石羊河流域具有较好的适用性,可用于该流域的中长期水文预报。     

诺敏河流域植被覆盖时空演变及其与径流的关系研究

基于GIMMS/NDVI数据对诺敏河流域1982-2006年间植被覆盖的时空演变特征进行了研究,并结合SCS模型模拟地表径流,在流域和像元尺度分析植被NDVI变化与径流的关系。研究表明:诺敏河流域植被NDVI值较高,但25a间整体呈下降趋势,NDVI减少的区域占总面积的82.5%,植被覆盖有所降低;NDVI空间差异明显,NDVI的高值区主要分布在中上游林区,而耕地分布较多的下游地区NDVI值相对较低。流域尺度上植被NDVI与径流不具有明显的相关性。但从像元尺度来看,植被NDVI和径流的正相关和负相关共存,流域不同空间位置的植被变化与径流的关系并不一致。