基于SWAT模型的北江飞来峡流域径流模拟

为满足北江飞来峡流域非点源污染负荷核算需要,利用SWAT模型对研究区1969-2011年日径流过程进行模拟。基于飞来峡流域水文、气象、地形、土地利用和土壤类型等资料构建SWAT径流模型,并运用SWAT-CUP中的SUFI-2方法对模型中的14个径流参数进行敏感性分析及参数率定,再进行径流模拟效果定量评价。结果表明:对径流过程有显著影响的参数主要为SCS径流曲线系数、主河道曼宁系数、地下水滞后系数以及地表径流滞后时间等;日径流率定期和验证期的效率系数均为0.83,相对误差分别为1.40%和0.58%,且大部分模拟数据落在不确定性区间内,模拟结果的不确定性较小,表明所构建的SWAT径流模型具有较高的精度,在北江飞来峡流域适用性良好。     

基于SWAT的乌伦古河流域径流模拟研究

以新疆乌伦古河流域上游为研究区,利用DEM、土地利用、土壤类型和水文气象资料,基于SWAT构建研究区分布式水文模型,探讨了SWAT模型在乌伦古河的适用性。应用LH-OAT法对参数进行敏感性分析,采用手动调参对模型参数进行率定和验证,根据已有的径流资料选用2000年—2005年为模型参数率定期,2006年—2009年为模型的验证期。研究结果表明:实测值与模拟值的趋势一致总体较为接近,率定期和验证期效率系数均大于0.6,相关系数0.8以上,径流平均误差小于15%。总体来看,SWAT模型参数率定之后,能较好的反映了乌伦古河流域的月径流水文过程,在该地区具有一定的适用性。更多还原     

基于SWAT模型对洙赵新河流域径流的模拟研究

洙赵新河是南四湖流域重要的入湖河流,研究该流域的径流对南四湖湖西平原区具有重要意义。选用SWAT分布式水文模型,通过SWAT-CUP程序的Sufi-2算法进行参数率定、敏感性分析与不确定性分析,模拟了洙赵新河流域2008-2014年的月径流过程。结果表明:月径流在校准期和验证期的相关系数R2和NS效率系数均大于0. 85,表明SWAT模型在洙赵新河流域适用性较好;根据敏感性分析结果发现水文相关参数与径流有不同程度的相关性,其中植被蒸腾补偿系数、河岸调蓄的基流α因子、浅层地下水径流系数等13个参数最为敏感;在气象站点密度较小的地区,引入CMADS气象数据集作为流域水文模型的驱动数据集,取得了理想的效果。     

基于SWAT模型的宝库河流域日径流模拟

根据西宁市宝库河流域土地利用、土壤类型及气候特征建立了适合于该区的SWAT分布式流域水文模型,并参考月过程的参数率定结果对日过程进行模型校准和验证。结果表明:基于SWAT模型的日径流模拟在该流域得到了成功运用,其中模拟的相对误差R e为16.9%,Nash-Suttclife系数E ns为0.76,相关系数r2为0.72,为后续模拟该流域鱼类产卵期的流量脉冲过程提供了数据支撑。     

SWAT模型在洮儿河地表径流模拟中的应用研究

本研究对SWAT模型的灌溉模块进行了修改,在此基础上,构建了洮儿河流域水循环模型,利用水文站实测径流资料对模型进行了率定,并分别利用综合评价指标与分时段评价指标,对模拟结果进行了评价.结果表明,SWAT模型对丰水年的模拟效果相当好,平水年的模拟效果次之,枯水年的模拟结果不太理想,但考虑研究区的实际情况,整体模拟结果还是令人满意的.     

SWAT模型在洮河地表径流模拟中的应用研究

本研究对SWAT模型的灌溉模块进行了修改,在此基础上,构建了洮儿河流域水循环模型,利用水文站实测径流资料对模型进行了率定,并分别利用综合评价指标与分时段评价指标,对模拟结果进行了评价。结果表明,SWAT模型对丰水年的模拟效果相当好,平水年的模拟效果次之,枯水年的模拟结果不太理想,但考虑研究区的实际情况。整体模拟结果还是令人满意的。     

甘肃梨园河流域SWAT径流模拟与预报

以甘肃梨园河流域为研究对象,收集相关资料组织数据库,建立SWAT分布式流域水文模型,并模拟1990-1999年月地表径流过程。通过比较模拟值与实测值得相对误差Re小于10%,相关系数R2和Nash-Sutcliffe系数Ens均大于0.80,模拟效果较好,认为SWAT模型可适用于梨园河流域的地表径流模拟。而后结合自回归模型和时域法预测的气象数据,加载到已率定的SWAT模型中预测2009-2018年地表径流。结果表明:预测期径流深呈下降趋势,分析径流对气候变化的水文响应,认为径流对气温的水文响应的敏感性较径流对降水的敏感性高。     

系统微分响应参数率定方法在建阳流域SWAT模型中的应用

利用基于系统微分响应理论的参数率定方法率定闽江建阳流域SWAT模型,通过流域1992—2000年日资料验证了该方法的实际应用效果,采用纳什效率系数(NSE)、偏差百分比(PBIAS)和相关系数r作为评价指标对率定后的SWAT模型模拟精度进行评价,并与传统利用SUFI-2方法率定得到的SWAT模型模拟结果进行对比分析。结果表明：系统微分响应方法率定的参数在建阳流域的日径流模拟中表现较好,率定期和检验期NSE均为0.65以上,径流量PBIAS在5%以内,r在0.65以上;利用系统微分响应率定参数方法率定SWAT模型参数在实际应用中可行,且效率与精度均高于传统的SUFI-2方法。     

妫水河流域水文模拟及参数不确定性分析

以北京市延庆区妫水河为例,使用SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型对妫水河流域进行月尺度水文模拟,使用SUFI-2(Sequential Uncertainty Fitting)算法分析参数的敏感性,依据SWAT-CUP自动率定得到P因子和R因子分析模型的不确定性,从而完成本流域分布式水文模型的构建。率定结果显示,率定期确定系数R 2为0.65,效率系数NSE为0.61;验证期确定系数R 2为0.89,效率系数NSE为0.88;不确定性分析结果中P-factor均大于0.5,R-factor均小于0.3。通过以上分析可得该模型对妫水河流域的水文模拟有良好的效果。     

海外文摘

SWAT模型在瑞士罗讷河流域径流模拟中的应用 由于山地流域地形和水文过程均较为复杂,加之人类活动和海拔影响,因此在该流域进行径流模拟存在巨大挑战。试图运用水文评价模型（SWAT）,利用考虑高程带和不考虑高程带的温度指数法,模拟积雪和冰川融化的过程,从而反映瑞士西南部的罗讷河流域上游径流状况。此外,从视觉和统计学上对模型进行了评估,结果发现观测值和模拟流量之间呈现良好相关性。整个研究结果也显示,SWAT模型在罗讷河流域上游径流模拟中表现出较好性能,该模型可适用于高海拔的积雪和冰川为主的集水区,以及类似水文地貌制约因素的集水区。     

The Influence of Watershed and Development Characteristics on the Cumulative Impacts of Stormwater Detention Ponds

Stormwater detention ponds are a popular stormwater management practice in many communities, and city ordinances often require the uniform use of detention ponds on all new developments. Although peak flow reduction can be achieved immediately downstream from a development, this practice may not be successful for controlling peak discharges from the watershed as a whole. The purpose of this research was to correlate watershed and development characteristics with the cumulative impacts of detention ponds in a watershed. A sensitivity analysis was performed to evaluate the influence of six watershed and development characteristics in synthetic watersheds. The sensitivity analysis evaluated two watershed characteristics: shape and slope. Four development characteristics were evaluated: size, intensity, stage, and sequence. Of the six watershed and development characteristics considered in the sensitivity analysis, watershed shape, the stage of development within the watershed, and the sequence of development within the watershed had the greatest effect on the cumulative impacts of detention ponds in the watershed. These three factors determined the pattern of impacts that occurred within a watershed. Development intensity, development size, and watershed slope contributed to the magnitude of the impacts which were created, but they were not the overriding factors that determined the pattern of impacts. These system-wide factors are not typically considered in the design and management of stormwater systems.     

紫色土丘陵区小流域地面侵蚀量预报

 针对长江上游紫色土丘陵区小流域面积侵蚀及泥沙输移特征以及现有资料的可利用性，用演绎法建立了小流域地面侵蚀的预报模型及相应的输沙预报模型。模型参数求取简便，经研究区的典型小流域实测资料检验，预报精度较高，可用于研究区资料短缺小流域的地面侵蚀量和输沙量的估算。     

基于信息熵对新安江水文模型参数及预报结果不确定性的量化分析

将GLUE方法与信息熵结合,分析新安江水文模型参数及预报结果的不确定性。首先用信息熵公式初步判断参数的敏感程度,根据GLUE方法求出90％置信度下流量的不确定范围;其次应用信息熵和U不确定公式共同量化分析模型预报结果的不确定性。以资水水系的新宁站集水区为研究区域,得出结论：①GLUE方法能够用来分析新安江水文模型参数的不确定性;②信息熵公式能够初步判断模型参数的敏感程度;③模型预报结果的不确定性随着实测资料的增加而降低。     

基于EFAST方法的寒旱区流域水文过程参数敏感性分析

寒旱区流域受降雨径流和融雪径流联合补给,坡面产流和融雪过程可能对流域水文产生重要影响。以分布式水文模型SWAT为平台,选取模型多个参数为关键因子,借助EFAST方法探索融雪期(3月-5月)、非融雪期(6月-次年2月)的径流峰值以及全时段径流均值的参数敏感性,这些参数涉及降雨径流、积雪消融、蒸散发、下渗、地下水补给和壤中流等多种水文过程。同时,结合流域特征及参数物理意义,深入分析参数敏感的原因,并揭示参数背后的水文过程对开都河流域产汇流的重要影响。研究发现,坡面产流、下渗以及积雪消融等水文过程对开都河流域水循环具有重要影响。此外,对于寒旱区流域重要的融雪过程参数,其总敏感性显著而一阶敏感性不显著,表明通过EFAST方法得到的水文模型参数总敏感性更为合理。结果揭示了流域水文敏感因子及关键过程,为探索水循环机理,水文科学预测、管理流域水资源奠定了基础。     

The Improvement in GWLF Model Simulation Performance in Watershed Hydrology by Changing the Transport Framework

The correct and reasonable delineation of actual hydrologic processes is a footstone for the effective simulation of pollutants in watershed models. In this study, a simple but comprehensive semidistributed modeling approach based on the generalized watershed loading function (GWLF) was modified to enable the accurate simulation of hydrology in watersheds. The frame of the original GWLF model (ORM), with a lumped hydrological parameter, was modified by adding channel routing processes, which made it possible to introduce the concept of subbasins. Then, the revised GWLF model was applied to the Luanhe watershed (30,000 km²) on a monthly bias in comparison with the ORM and the previously revised version. The sensitivity analysis and generalized likelihood uncertainty estimation (GLUE) uncertainty analysis were individually conducted to evaluate these modifications. Eventually, we compared four extreme conditions for the daily streamflow simulations of the three model versions in the Tunxi watershed but without calibration. All of the results indicated that the stability and accuracy of the model and the validity of the parameters were all enhanced and improved by the new revised version of the model, which provided reliable simulation results and indicated that it is a prospective tool to support watershed management.

     

流域水资源可持续脆弱性回顾评价及敏感度分析

流域水资源可持续脆弱性回顾评价不仅能够识别影响流域水资源可持续的潜在风险要素,评估系统的可持续发展能力,而且能够回看水资源政策实施效果,从而为政府完善现有政策提供依据.采用时间序列分析方法,基于欧几里德空间原理,构建了流域水资源可持续脆弱性n维空间评价模型;基于状态空间模型,分析了总脆弱度对资源、环境、社会经济3个维度...     

基于区间入流预报的右江河道洪水演进

广西右江如果发生大洪水,将对郁江和南宁市的防洪产生严重威胁,因此右江洪水演进分析对南宁市的防洪具有重要意义。选出百色水文站洪峰流量依次增大的5场洪水,用右江百色-田东河段区间内的小流域作为代表性流域率定新安江模型参数,对区间入流洪水进行了预报。根据预报结果采用经参数试错法率定后的马斯京根模型对5场洪水进行了演进,计算了田东水文站断面的流量。结果表明:计算结果与实测流量相对误差较小,相关性系数较大,说明试错法对于马斯京根模型参数求解精度较高。     

矩形渡槽槽身可靠度的敏感性分析

基于三维随机有限元方法，分析南水北调中线工程澧河段梁式渡槽矩形槽身可靠度对混凝土的强度参数的敏感性。计算结果显示，槽身可靠度对抗压强度(Rc)更敏感，且在可靠指标较低的槽身危险部位，Rc的敏感性较其他部位小；可靠指标对Rc均方差的敏感性远比对Rc均值的敏感性大。分析表明，一味增大材料的抗压强度，槽身可靠性未必能得到与之相称的改善，而且槽身各部位的可靠指标将变得过于悬殊，不利于充分利用材料的强度；提高施工质量比提高混凝土的抗压强度能更有效地改善槽身的可靠性能。     

Multi-Objective Sensitivity Analysis of a Fully Distributed Hydrologic Model WetSpa

The application of fully distributed watershed models has the advantage of providing location-specific outputs. However, the calibration of these models is very challenging due to over-parameterization. A typical strategy is to aggregate parameters and screen out insensitive parameters in order to decrease the dimension of the problem for calibration. To ensure the validity of calibration, it is important to identify important physical processes and parameter interactions, and examine how different model setups affect model simulation. In this paper, a two-step multi-objective sensitivity analysis approach is applied to a distributed hydrologic model, the WetSpa (Water and Energy Transfer between Soil, Plant and Atmosphere), with case studies in the Chaohe Basin in China and the Margecany Basin in Slovakia respectively. This two-step global sensitivity analysis technique, incorporating the Morris method and the SDP (State Dependent Parameter) method, has proved to be effective in the two case studies. The results of two case studies show that (i) a warm-up period is essential for minimizing the impact of initial state variables to the model simulation, (ii) different objective functions lead to different sensitivity results, (iii) evapotranspiration is the most sensitive process to the model result in the two study watersheds followed by the groundwater and soil water process, and (iv) the sensitivity of snowmelt process is case dependent.     

漳河水库流域汇流计算方法研究

依据漳河水库流域洪水汇流的实际情况,提出了流域汇流计算的新方法——单位累积过程线法。详细阐述了该方法定义、假定和分析方法,采用迭代法分析得到漳河水库流域单位累积过程线,建立了单位累积过程线与流域暴雨中心位置和降雨强度的相关关系,实现了由已知暴雨中心位置和降雨强度反推流域单位累积过程线,对所分析的单位线进行公式化,并运用到生产实践中。