两种水文模型在汤河流域水文模拟中的对比分析

本文分别引入分布式水文模型SWAT模型和VIC模型,以汤河流域为例,结合流域内二道河子水文站2000~2010年实测水文数据,对比分析不同分布式水文模型在汤河流域的适用性和模拟精度。基于分布式水文模型SWAT模型,通过设定2种气温变化情景模式,定量分析气温变化对流域径流影响。研究表明:SWAT模型模拟的径流深相对误差和确定性系数均好于分布式水文模型VIC模型,SWAT模型更适合于汤河流域水文模拟。研究成果对于汤河流域分布式水文模拟提供参考价值。     

基于VIC的中小尺度黄泥庄流域径流模拟

为对黄泥庄流域水资源进行评价与规划,探讨VIC大尺度分布式水文模型在中小尺度流域上的适用性,采用VIC模型对黄泥庄流域的径流进行模拟,结果表明:VIC模型在黄泥庄流域具有较好的适用性,说明VIC大尺度水文模型在中小尺度流域具有一定适用性;月径流模拟的Nash-Sutcliffe效率系数均在0.80以上,相对误差大部分在0.10以内,满足该流域水资源评价与规划的要求;模拟过程中部分较大洪峰,VIC模型的径流模拟效果稍显欠佳,参数率定结果的不确定性也给模拟结果带来一定误差,需进一步研究改进。     

基于改进通用土壤侵蚀方程的水土流失时空模拟——以淮河上游为例

淮河流域上游区域水土流失较为严重,需要准确预测与分析该区域水土流失情况,以制定相应的治理规划。引入考虑地表径流深的改进通用土壤侵蚀方程,模拟了淮河上游息县水文站以上区域2000~2010年水土流失时空分布。结果表明,改进的通用土壤侵蚀方程模拟的输沙量满足规范要求,相比于传统方程,相对误差减少,模拟的含沙量过程确定性系数提高,对淮河上游的水土流失模拟精度更高;研究流域土壤侵蚀模数整体上呈现西大南北偏小的分布规律,研究成果可为淮河上游区域水土流失治理提供参考。     

与MM5气象模式耦合的VIC分布式水文模型构建

从水文气象耦合的角度入手,根据汉中流域的特点,首次在汉江流域MM5运行的9 km×9km网格上构建了VIC日分布式水文模型.利用流域内7个水文站的径流资料对该模型进行了应用检验.结果表明,该模型能较好模拟汉中流域的日径流过程,其模拟精度与集总式VIC模型和集总式三水源新安江模型基本相当,但它充分考虑了研究流域内降水输入和下垫面条件的空间差异性,能够提供网格降水分布及流域内产汇流的分布状况,能进一步同中尺度MM5气象模式耦合,延长洪水预报的预见期.     

大尺度分布式水文模型VIC在嘉陵江流域径流模拟中的应用

大尺度分布式流域水文模型是目前评价流域环境变化的重要工具,以嘉陵江流域为研究对象,构建了嘉陵江流域大尺度分布式VIC模型(Variable Infiltration Capacity,VIC model),利用Maryland大学的全球1 km×1 km土地覆盖数据,同时参考LDAS(Land Data Assimilation System)成果,建立了嘉陵江流域VIC模型的参数库,通过4个水文站以上流域的水文模拟试验,结果表明建立的VIC模型能有效地模拟嘉陵江流域各典型站的日、月径流过程,模拟的水量平衡误差在5%以内,日径流过程模拟的确定性系数均在70%以上,月径流过程模拟的确定性系数超过90%。该模型可以用来分析环境变化对嘉陵江流域水资源及洪水过程的影响。     

改进的通用土壤侵蚀方程在流域水土流失模拟中的运用

地表径流对水土流失的影响不可忽略,而传统通用土壤侵蚀方程未考虑地表径流对流域水土流失的影响。为此,本文引入改进的通用土壤侵蚀方程,以大凌河为研究流域,收集流域内大城子水文站2001~2010年水文、输水量数据,定量模拟其水土流失,并和传统通用土壤侵蚀方程进行对比分析。结果表明,改进的通用土壤侵蚀方程水土流失模拟精度、相对误差均好于传统通用土壤侵蚀方程。研究成果给大凌河流域水土流失治理和规划提供参考。     

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。     

基于SWAT模型的漳河流域面源污染模拟研究

以漳河流域为研究区域,建立SWAT模型对面源污染进行模拟分析,对该地区污染控制提供依据。根据水文站1960~2014年的实测数据,对模型进行率定和验证来模拟研究与分析。该模型对漳河流域的适合性较强,可用于该流域的面源污染的模拟研究。对污染负荷分布规律进行分析表明,污染负荷与该区域降雨量、坡度、土壤侵蚀性和农业生产有着密切的关系,控制面源污染关键在于减少流域内的水土流失,降低土壤养分流失、减少农业用肥量和加大绿化带面积可有效控制该流域的面源污染。     

基于VIC模型的龙滩水库流域径流模拟研究

基于大尺度陆面水文模型VIC(Variable Infiltration Capacity)模型,采用纳什效率系数和相对误差作为评判标准,探讨VIC模型在龙滩水库流域上的适用性,并对径流的时空分布进行分析的结果表明,VIC模型在龙滩水库流域具有良好的适用性,率定期和验证期的月径流模拟Nash-Sutcliffe效率系数均在0.85以上,相对误差大部分在10%以内,满足流域水资源评价与规划的要求;VIC模型对径流变化过程具有较好的模拟效果,峰现时间模拟较准确,对峰值流量的模拟效果略有不足,且丰水年模拟效果优于枯水年模拟效果;流域径流在空间上呈现东多西少,北多南少的分布特性;与基准期相比,流域在2001年~2010年多年平均径流呈现出一定的减少。     

基于VIC模型的修河干流径流模拟研究

为了更好地对修河流域水资源进行科学合理的规划与评价,以修河干流虬津站断面以上控制流域为研究区域,构建修河干流流域大尺度分布式VIC模型(Variable Infiltration Capacity,VIC model),利用普林斯顿气象同化数据集驱动模型进行流域的径流模拟研究,以纳什效率系数NSE和相对误差Er两个评价...     

基于VIC模型的三峡库区流域小时尺度实时洪水预报

VIC模型在流域面积大于3 000km2 的大型流域日或月尺度洪水模拟中表现出良好的适用性,而在大型流域小时尺度实时洪水预报过程中的适用性尚未得到验证。以三峡库区大型流域为例,通过建立小时尺度VIC分布式洪水预报模型,构建三峡库区流域实时滚动洪水预报方案,将VIC分布式洪水预报模型实地化部署并应用于2022及2023年三峡库区实时洪水预报。结果表明：VIC模型应用于2014—2021年三峡库区各子流域历史洪水模拟,率定期和验证期的洪量、洪峰平均合格率均在80%以上,确定性系数均值在0.70以上,构建的VIC分布式洪水预报模型在三峡库区及其子流域洪水模拟中表现出良好的适用性;在2022及2023年三峡库区4场典型洪水的实时洪水预报中,径流深和洪峰的平均相对误差达到16.3%和5.0%,重点产流区产流量平均相对误差为7.8%,能够准确把握库区重点产流区的洪量及来水过程,因此VIC模型在大型流域小时尺度实时洪水预报中具有较大的应用潜力。     

VIC模型汇流改进及在流域洪水预报中的应用研究

VIC模型一般在3 000 km²以上的大流域径流模拟中广泛应用,然而其原有的单位线汇流方法时间尺度为日,难以实现小时尺度的汇流计算,限制了VIC模型在中小流域洪水预报中的发展与应用。采用基于Gamma分布函数的单位线法对VIC模型现有汇流方法进行改进,将VIC产流模型与改进的分布式汇流模型相耦合,实现了基于VIC模型的小时尺度洪水预报,并在碧流河流域进行实例验证。结果表明：率定期和验证期确定性系数平均值为0.81,径流深预报合格率为95%,洪峰流量预报合格率为90%,模型模拟精度较高。改进后的汇流模型可以较好地模拟出洪水的起涨消退过程,能够满足流域洪水预报的需求,具有一定的应用价值。     

山美水库集水区植被恢复效应的SWAT模拟

库区流域水土流失是水库淤积的主要因素.应用基于SWAT构建的晋江东溪流域产流产沙模型,在对东溪上游山美水库集水区内的土壤侵蚀空间分布,以及不同土地利用方式的水土流失状况进行分析的基础上,模拟了库区不同植被恢复情景下的水文效应.结果表明,山美水库泥沙主要来自桃溪,研究区土壤侵蚀以微度和轻度侵蚀为主,耕地的土壤侵蚀最为严重;退耕还林还草减沙效果明显.     

不同分布式水文模型在大洋河流域对比运用研究

为对比不同分布式水文模型在大洋河流域的径流模拟精度,基于大洋河沙里寨水文站2000—2010年水文数据,分别运用SWAT模型和VIC模型,模拟了大洋河沙里寨水文站以上流域2000—2010年径流。研究结果表明:SWAT模型比VIC模型更适合于大洋河流域的径流模拟,SWAT模型模拟的径流深相对误差均8%,确定性系数达到0.7以上,而VIC模型模拟径流深相对误差均10%,且确定性系数均0.6。     

气候变化情景模式对流域水土流失影响的定量分析

本文以分布式水文模型SWAT模型为模拟平台,设定4种气候变化的情景模式,以汤河流域为研究区域,结合流域内二道河子水文站2000~2010年实测水土流失数据,对比分析气候变化改变前后流域各年份水土流失变化。研究结果表明:流域平均气温升高3℃,流域水土流失平均减少5.40%,而气温降低3℃,流域水土流失量平均将增加5.57%;降水量增加4%,流域水土流失变化率的均值为+9.16%,且影响程度高于气温变化造成的水土流失影响。研究成果为定量分析气候变化对流域水土流失的影响以及防治提供参考依据。     

基于二元水循环的流域分布式水质模型构建与应用

基于二元水循环理论,着眼于污染物产生、入河过程机理的描述,对流域分布式水质模型WEQ 进行了改进。改进模型的农田面源由陆域产生至入河的过程更具有物理机制;借助水土流失方程计算水土流失量,增强了土壤侵蚀面源污染计算结果的可信度;通过水质过程与二元水循环过程的耦合,实现了点、面源污染物入河过程的动态计算;考虑河道内人工取用水量、水库蓄水量变化对污染物时空分布的影响,进一步增强模型的物理机制。以嫩江流域为例,模拟了COD、氨氮的空间分布规律及河道断面负荷变化特征。模拟结果显示,其均方误差 与相对误差减小,模拟精     

不同水文模型在滦河流域对比运用研究

为对比研究不同水文模型在滦河流域的模拟精度,分别选取垂向混合产流模型和VIC模型,以滦河滦县水文站以上流域为研究流域,基于滦县水文站1980—1989年水文资料,对比分析不同水文模型的模拟精度,并在此基础上,定量分析不同蒸发输入和不同计算时段对水文模型模拟的影响。研究结果表明:垂向混合产流模型相比于VIC模型,在滦河流域具有更好的适用性,日模拟相对误差均小于VIC模拟的相对误差,且确定性系数均高于VIC模型;时段步长为0.5 h的次洪模拟,不论是在洪峰峰值模拟还是整个洪峰过程的拟合程度方面模拟精度都要优于计算步长为1 h的次洪模拟;运用Penman-Monteith公式计算的潜在蒸散发作为垂向混合产流模型蒸发输入,模拟的日径流过程总体上优于运用实测蒸发皿蒸发作为蒸发输入的模拟精度。模型的研究成果可以为滦河流域水文模拟和模型研究提供参考价值。     

基于VIC模型的老挝南乌河流域水资源量评估

老挝正在积极参与澜湄水资源合作研究工作,水文实测数据短缺是制约水资源规划工作的现实问题。以老挝南乌河流域为例,采用流域地形、土壤、植被以及气象驱动等数据资料,通过建立流域分布式水文模型——VIC模型对径流进行模拟,以分析水资源量的时空分布规律。模拟结果表明:模型在对南乌河流域日、月尺度的水文过程模拟中表现出了较好的适应性,南乌河流域内的水量主要靠降水补给,径流的地区分布基本上与降水的地区分布一致,总的趋势是由流域上游向流域下游递减,径流系数的趋势也是由流域上游向流域的下游递减。研究成果可为无资料地区的水资源规划方案的制定及水资源量分析提供参考与借鉴。     

改进VIC模型在辽宁地区水文模拟中的应用

结合汤河流域内2000~2010年实测水文数据,对比分析改进前后的VIC模型对区域水文模拟精度的影响,结果表明:改进后的VIC模型对径流深相对误差和流量过程确定性系数有明显改善;研究成果对于区域水文模拟具有参考价值。     

我国流域土壤侵蚀预报模型研究动态评述

流域尺度土壤侵蚀预报模型的研究对流域水土保持规划、国土利用和水土流失的治理十分重要。我国流域土壤侵蚀经验统计模型有：皇甫川流域、黄土高原多沙粗沙区、陕北地区、三峡库区、长江中上游小流域模型等。通过对土壤侵蚀模型的研究，可建立一套土壤侵蚀动力学体系和适合我国国情的预报模型。