SWAT模型在流域LUCC水文效应研究中的应用

土地利用/覆被变化（LUCC）的水文效应是GLP研究的热点。分布式水文模型SWAT是目前被广泛应用于LUCC水文效应研究的水文模型之一。论文首先概述了SWAT模型的发展历程和最新版本SWAT 2005的功能,其次就模型在不同土地覆被条件下水文效应应用中的几个方面进行了总结和分析：流域径流模拟,区域水量平衡分析和非点源污染的模拟及其对BMP评价研究的贡献。最后,归纳探讨模型应用中存在的一些问题,通过合理的情境设计以及关键参数的实测等方法,可以实现模型在流域LUCC水文效应研究中的高效应用。     

SWAT模型在丘陵地区的非点源污染模拟研究

采用SWAT模型对苏南丘陵研究区进行非点源负荷模拟,对模型进行了率定、验证,在此基础上分析非点源污染与降雨径流的时间特性;比较不同土地利用情景下非点源污染负荷的变化;研究施肥对非点源污染负荷的影响;探讨不同管理措施对非点源污染的影响;为该区域非点源污染控制和综合治理提供科学依据。     

基于空间信息平台的流域非点源污染模拟研究

以淮河上游息县水文站集水区域为研究对象,基于空间分辨率为1 km×1 km的DEM资料构建了研究区域数字水系,并根据土地利用方式和土壤类别将流域离散成不同的水文响应单元,选用分布式水文模型SWAT计算每个水文响应单元上的非点源污染负荷,实现流域非点源污染时空全过程模拟。模拟结果表明,在参数率定期和验证期,模型模拟的确定性系数较大,相对误差较小,可较好地模拟流域内的非点源污染。研究成果可为流域生态保护和环境评价提供参考。     

简化SWAT模型模拟漓江支流小流域的适用性评价

以漓江支流某小流域作为非点源污染流域研究对象,应用简化的SWAT模型,模拟示范区流域非点源污染的负荷量。通过对SWAT模型的简化,建立适用于漓江支流小流域的非点源污染模型,并对模型的适用性做出评价,得出月均值相对误差Re均小于25%,月相关系数R~2均大于0.7,月效率系数E_(ns)均大于0.5,拟合效果良好。本文研究结果表明,在漓江支流小流域建立简化的SWAT模型,对该流域进行非点源污染模拟是可行的。     

农业非点源污染水质模型进展

作为研究农业非点源污染对水质稳定定量化的重要方法，农业非点源污染水质模型发挥着越来越重要的作用，介绍了几个被广泛应用的典型农业非点源污染水质模型：AGNPS、ANSWERS、CREAMS/GLEAMS、PRZM、SWRRB/SWAT和UTM-TOX，总结了它们各自的应用和局限性，并对各个模型的特点进行了对比，进而对农业非点源污染水质模型的发展趋势进行了总结，对模型的发展有一定的指导意义。     

分布式水文模型研究进展综述

简述分布式水文模型的优势和发展情况,归纳模型应用主要于降水——径流模拟,非点源污染,水资源开发利用等方面,并介绍各方面的应用方法,总结了常见的分布式水文模型,重点分析了SWAT模型,SHE模型,提出了模型未来发展需完善理论水平,提高技术支撑能力。     

基于文献计量学的SWAT模型研究现状分析

为了掌握SWAT模型的最新研究进展、研究热点及发展趋势，基于Web of Science^TM核心数据库和VOSviewer可视化分析软件，对SWAT模型在生态水文建模中的应用进行了文献计量学分析。结果表明：2000—2022年SWAT模型的发文量总体呈上升趋势。研究重点主要集中在3个方面：一是SWAT模型的水文模拟应用研究，以实现水资源的科学管理；二是气候和人类活动影响下水文过程响应机制研究，可为洪水灾害预警响应提供理论支撑；三是水质模拟及管理措施配置研究，可为农业面源污染防控提供理论依据。研究团队的分布呈现从集中到分散的趋势。未来的SWAT研究将重点关注水资源管理、水文过程响应和水质模拟这3个方向。     

SWAT模型在县级区域水资源管理中的应用

利用数学模型来模拟水文、泥沙、污染过程是流域管理中对特定管理措施的效果进行评估的重要工具,也是研究环境变化条件下水资源管理的重要手段。根据涉县土壤、土地利用和水利工程等区域信息,结合降水量数据,构建了县级简化的SWAT模型,对水量水质进行模拟。该模型可根据水功能区对水质的要求,模拟最佳的管理方案。既能使水质达到水功能区的要求,又可以有效地减少投入,在涉县水资源管理中得到了应用。     

植被恢复对非点源污染影响的SWAT模拟

以我国南方典型的水土流失区晋江西溪流域为例,运用非点源污染模型(SWAT),模拟不同植被恢复情景下的产流、产沙、非点源污染响应。结果表明:SWAT模型能较好的模拟植被恢复后流域产流、产沙、非点源污染的变化。将坡度大于15°的耕地还林后,流域年均产流、产沙、非点源总氮、非点源总磷污染可分别降低约0.632%、38.7%、34.9%、44.2%;流域年均产流量、产沙量、非点源污染量均为林地﹤草地﹤耕地。     

基于SWAT模型的绍兴市非点源氮关键源区识别

为解决大尺度城市非点源污染的定量难题,引入SWAT分布式水文模型,借助流域边界确定法,将绍兴市的非点源污染问题转化为流域非点源污染问题,并利用2011年月水质监测数据,对模型的参数进行了率定,氨氮和总氮在校准期与验证期的相对误差均低于30%,说明建立的SWAT模型满足研究区非点源污染的定量精度。以1992年~2011年降水为驱动,对流域尺度的非点源进行了分布式模拟,利用地统计学分析方法(Geography Statistic Method,GSM)分析了绍兴市非点源氮的时空分布特征,识别出了非点源氮污染关键源区,为绍兴市非点源污染的削减与控制提供依据。     

基于SWAT模型的流域水环境管理及预报系统

基于SWAT模型的流域水环境管理及预报系统是一个以地理信息系统(GIS)和数据库管理系统为开发平台,通过与SWAT分布式水文模型的集成,面向管理和决策层的可视化动态信息系统。本系统利用SWAT分布式水文模型对水资源水环境进行综合评价和预报,并结合GIS技术实现了流域管理的可视化和辅助决策功能,实现流域水环境的信息管理与查询,来为管理部门提供有效、直观的决策信息。     

空间嵌套式流域水文模型的初步研究——以三峡水库入库洪水预报为例

三峡水库的防洪调度是多任务和多目标的,既需要掌握整个长江上游的水、雨和工情,也不能忽视三峡区间洪水信息。本论文以三峡水库入库洪水预报为例,依据入库洪水特性,在整个长江上游和三峡区间分别构建了大小两种尺度网格单元的分布式水文模型,并与一维和二维非恒定流的库区水动力学模型相结合,初步实现了这两种尺度水文模型的空间嵌套,以此探讨适合于大型流域数字水文模拟的空间嵌套式流域水文模型结构与构建方法。研究初步表明,嵌套模式构建的流域水文模拟方法,能够解决大流域水文模拟中多尺度之间的衔接问题。     

分布式水文模型在短期水文预报中应用的可行性探讨

针对目前基于物理机制的分布式水文模型在短期水文预报业务中尚未推广应用的事实,论证了分布式水文模型在短期水文预报中的可行性.以第二类分布式水文模型SWAT为例,分析了水文过程的模拟原理、方法和基本步骤,提出了其在短期水文预报中应用所需的降水预报技术、降水数据的空间展布技术、“3S”技术、流域坡面离散技术、对人工侧支水循环的处理技术等关键技术,并指出了分布式水文模型应用于短期水文预报时存在输入资料不足、模型自身缺陷、计算精度和效率的权衡等局限性和不足,提出需要进一步加强水循环过程的机理研究,加强与气象模型的耦合研究及对“3S”技术的应用研究.     

基于GIS的干旱区分布式产汇流过程模拟系统的研建

为了研究分布式水文模型与GIS耦合以及干旱区产汇流过程模拟,采用GDAL(Geospatial Data Abstraction Library,地理空间数据抽象库)对GeoTIFF文件进行操作,结合栅格叠合的空间分析方法及分布式融雪洪水模型,并应用面向对象的思想建立了分布式产汇流过程模拟系统.最后通过在新疆军塘湖流域的模拟应用,结果表明该系统模拟的可靠性和准确性,可以为研究区的水资源综合利用和管理提供重要参考依据.     

基于MIKE SHE模型率定在地下水分析研究中的应用

分布式水文模型是通过水循环的动力学机制来描述和模拟流域水文过程的数学模型。MIKE SHE作为一种分布式水文模型被越来越多地运用到流域规划、水资源管理、水资源评价等方面。要成功地建立起一个MIKE SHE模型除需要有充分的基础资料收集和前期准备工作外,后期的模型率定也是至关重要的一环。本文就渗透系数和给水度在MIKE SHE模型率定阶段的作用进行了分析。     

流域植被类型对洪水径流影响研究

流域中的植被类型对其水文响应过程有重要影响。现将分布式水文物理模型BTOPMC用于日本富士川流域,利用1993年9月的洪水资料,对不同种类植被的洪水径流过程进行了比较研究。计算结果表明,不同类型的植被对洪峰流量、洪峰时刻、涨水和退水速率都有一定的影响。     

基于气象模式的汉江流域洪水预报系统

针对现行洪水预报方法的不足与汉江流域的特点,建立了汉江流域MM5气象预报模式和VIC分布式水文模型,耦合集成3种预报模式并开发了基于气象模式的汉江流域洪水预报系统。应用2005~2007年汛期日水文气象资料进行验证,结果表明所建VIC分布式水文模型具有较高的模拟与预报精度。基于气象模式的汉江流域洪水预报系统可为汉江流域的中长期水文预报和水资源综合管理提供技术支撑和决策参考。     

GIS技术在水文地质领域的应用进展

地理信息系统(GIS)是水文地质研究的一个重要工具,地理信息系统在水文地质领域的应用是水文地质研究的热点之一。在总结近年来国内外大量相关研究成果的基础上,从基于GIS的地下水资源评价、地下水资源管理、地面沉降、地下水水质评价及污染物分析、水文地质调查、地下水保护,以及GIS与数值模拟技术的结合等方面介绍了地理信息系统在水文地质领域的最新应用,提出了GIS在水文地质领域应用存在的问题,并对今后GIS在水文地质领域的应用进行了展望。指出,今后应加强GIS与地下水模型及分布式水文模型的集成、基于GIS的地下水系统仿真三维或四维可视化、网络GIS技术的应用,以及流域水资源综合管理评价系统的建立等方面的研究。     

基于水循环的分布式水资源调配模型开发与应用

自以水循环为基础的水资源动态配置模式提出以来,一批基于耦合分布式水文模型的水资源配置模型被先后提出,但其采用的耦合方法往往忽视了经济社会用水过程与天然水文过程之间的动态反馈作用.本文通过改进SWAT模型,并嵌合水资源配置模块,开发了基于水循环的分布式水资源调配模型(Water resources allocation ...     

Application of spatially varying storage capacity model for runoff parameterization in semi-arid catchment

This paper introduces the method of designation of water storage capacity for each grid cell within a catchment, which considers topography, vegetation and soil synthetically. For the purpose of hydrological process simulation in semi-arid regions, a spatially varying storage capacity (VSC) model was developed based on the spatial distribution of water storage capacity and the vertical hybrid runoff mechanism. To verify the applicability of the VSC model, both the VSC model and a hybrid runoff model were used to simulate daily runoff processes in the catchment upstream of the Dianzi hydrological station from 1973 to 1979. The results showed that the annual average Nash-Sutcliffe coefficient was 0.80 for the VSC model, and only 0.67 for the hybrid runoff model. The higher annual average Nash-Sutcliffe coefficient of the VSC model means that this hydrological model can better simulate daily runoff processes in semi-arid regions. Furthermore, as a distributed hydrological model, the VSC model can be applied in regional water resource management.