SWAT模型在黄鸭河流域径流模拟中的应用研究

采用SWAT模型模拟黄鸭河流域的逐日径流过程,并分析了模型主要参数的敏感性,基于李青店水文站的实测流量资料分别对比了月径流和日径流模拟结果.结果表明,模拟值与实测值的线性回归系数(R2)和Nash Sutcliffe模型效率系数(Ens)均高于0.7,模拟效果较好,SWAT模型可用于该地区水资源过程模拟.     

SWAT模型在水稻灌区的改进及应用研究

针对灌溉资料相对缺乏流域,以SWAT模型为基础,修改了其水稻田的自动灌溉制度,并构建了多水源综合灌溉模块.利用改进的SWAT模型估计灌溉需水量、灌溉回归水量及量化分析灌溉用水对水循环的影响.模型以模拟结果效率系数最优为调参依据,根据多水源灌溉规则制定灌溉方案参与水循环模拟.将构建的灌区模型应用于努敏河流域长阁灌区,结果表明改进模型具有较好的模拟精度,与原模型相比,四方台控制站月径流模拟Nash系数在率定期和检验期分别由0.79和0.74提高到0.89和0.81;灌区多年平均灌溉水量,灌溉回归水量、平均灌溉回归系数及多年平均灌溉消耗水量的值均表明在径流模拟中有必要考虑灌溉取用水的影响.     

基于SWAT模型的浑河流域径流模拟

将ArcGIS与SWAT分布式水文模型相结合,构建了浑河流域分布式水文模型,模拟分析了浑河流域的径流过程,并以北口前站及沈阳站为例,对模拟值与实测值进行了比较和评价.结果表明,SWAT模型模拟效果较好,在整个浑河流域内具有良好的适用性.     

基于改进双超模型的采空区特殊下垫面径流模拟

针对长期大规模开采煤炭资源导致许多地区形成了煤矿采空区,改变了传统的水文过程的问题,通过室内试验,将采空区对径流过程的影响参数化,并将参数引入传统双超模型,建立适用于采空区特殊下垫面改进的双超模型,并以静乐水文站控制流域为例,选取了该区域23场次洪水,分别用改进前传统双超模型与改进后的双超模型进行模拟。结果表明,在采空区出现前,传统双超模型的模拟结果较好,模拟合格率达90.9%;采空区出现后,如果暴雨中心位于煤矿采空区附近,那么采空区将会严重影响降雨径流的产生过程,从而导致传统双超模型的模拟精度大大降低,模拟合格率为0。采用改进后的双超模型模拟采空区出现后的12场次洪水的精度得到了显著提升,模拟合格率达75%。     

改进的分布式水文模型在渭河流域的适用性分析

将具有物理机制的Green-Ampt下渗曲线引入到基于数字高程模型(DEM)的分布式水文模型(DDRM)中,在DDRM的栅格结构中增加了超渗产流模块,实现了对DDRM模型的改进。将原模型、改进的模型和新安江模型在渭河流域进行应用和验证,探讨了DDRM模型在半干旱半湿润地区的适用性,即采用渭河流域1km×1km的DEM提取流域特征信息并划分子流域,并以子流域作为空间分解单元,借助多线程并行化计算提高了模型计算效率。从Nash-Sutcliffe效率系数、径流深相对误差角度对模拟结果进行比较分析,表明改进的DDRM模型模拟效果优于原模型;改进的DDRM模型径流深相对误差小于新安江模型,但NashSutcliffe效率系数略低于新安江模型;且由于产流机制的改变,改进前后模型模拟的两种水文要素分布也呈现出一定的差异。     

基于广义回归神经网络模型的径流预测研究

为提高径流预报精度,构建了基于广义回归神经网络模型的径流预测模型并将其应用于浙江丽水小溪流域中,对白岩测站50年月平均径流资料进行模拟研究,并与BP神经网络模拟结果进行对比。结果表明,广义回归神经网络预测精度较BP神经网络模型高,更接近径流监测实测值,平均相对误差为11.06%,且预报结果比较稳定,为径流时间序列模拟提供了一种更优的建模方法。     

SWAT模型在大尺度流域的应用探索

为检验SWAT模型在大尺度流域径流模拟的应用效果，构建了巴西巴拉那河上游流域分布式水文模型并分析了模型的敏感性参数，利用17个流量站进行模型参数率定和验证。结果表明，土壤蒸发补偿系数和SCS径流曲线数是影响模拟的最敏感参数；对于实测站点密度较大的子流域，模型可以较好地模拟流域径流变化，17个流量站中有11个站的R²值大于0.5;受降水数据不足和土地利用变化等因素的影响，模型验证期表现不如率定期。可见SWAT模型可以作为大尺度流域的径流模拟工具，但模拟精度很大程度上取决于降水数据质量。     

基于改进的SWAT模型的湿地水文过程模拟

针对SWAT模型在湿地水循环模拟过程中存在的不足,以扎龙湿地为例,根据湿地的水文特征,在SWAT模型基础上重新构建了湿地模块来模拟扎龙湿地水文过程,并以1987~1989年月出口径流量对模型进行率定,2005~2006年月出口径流量对模型进行验证。结果表明,改进的模型能较好地模拟扎龙湿地水文过程和湿地水文特征,模拟结果具有较高的可信度。     

新安江模型在贵州岩溶地区的改进与应用

为使新安江模型对岩溶地区尤其是对枯水期退水段的模拟更为精确,对新安江模型自由水蓄水库的地下水部分进行了改进,在原有的一个地下水库基础上再增加一个线性水库以模拟深层地下水的出流过程.实例应用结果表明,改进后的新安江模型对岩溶地区全年日径流的模拟精度略有提高,但对枯水季节退水段的模拟精度提高较大,可供类似地区径流分析借鉴.     

基于SWAT模型的洮儿河流域气候变化的水文响应

鉴于未来气候变化趋势对洮儿河流域水资源的影响,将直接关系到下游地区湿地保护、区域社会经济发展、白城市各河流与嫩江的河库连通工程等,以SWAT模型为研究手段,选取1988~1996年的流域实测数据,对SWAT模型进行率定和验证,基于率定好的模型分析气候变化情景下洮儿河的径流变化趋势。结果表明,SWAT模型具有较高的模拟精度,可用于洮儿河流域的径流模拟;在未来气候变化情景下,洮儿河流域的径流量（2020、2030、2040年代）比基准期（1990~1996年）稍有增加,其阶段径流量呈现先增后减的趋势。     

基于SUFI-2算法的SWAT模型在修水流域径流模拟中的应用

为在江西修水流域高沙水文站以上汇水区域构建SWAT分布式水文模型,采用SUFI-2算法进行模型参数敏感性分析、率定、验证及不确定性分析,对修水流域1984~2003年月径流量过程进行模拟。结果表明,敏感度最强的前三个参数依次为土壤饱和导水率、土壤蒸发补偿系数和径流曲线数;率定期与验证期的纳什系数ENS值和相关系数R2值均高于090,月径流量模拟值与实测流量过程线拟合程度较好;95PPU置信区间的模拟值和实测值较为一致;不确定性区间较小,验证期小于率定期;实证了采用SUFI-2算法的SWAT模型在修水流域月径流模拟中具有一定程度的适宜性。     

基于AnnAGNPS模型的桃江流域农业区水文模拟研究

水是污染物迁移的载体,流域水文过程的模拟为土壤侵蚀及非点源污染的模拟提供了必要的前提。以江西桃江流域农业区为研究对象,利用农业非点源模型(AnnAGNPS模型)定量模拟和评价了研究区水文过程,基于3S技术对地形、气象、土壤、土地利用和农业管理等资料进行收集和参数化,并用数字滤波法切割基流后的月观测径流对模型进行校准和验证。结果表明,在校准期和验证期,采用的3个评价指标均满足径流模拟的精度要求,表明AnnAGNPS模型具有良好的模拟效果,能较好地模拟桃江流域农业区的水文过程。     

信江流域土地利用变化的径流响应研究

针对信江流域土地利用变化的径流响应,基于分布式水文模型（SWAT）及SUFI 2算法,利用流域DEM、土地利用、土壤、气象等时空数据并结合GIS和RS技术,对流域土地利用变化的径流响应进行定量研究。结果表明,率定期和验证期的模拟值与实测流量过程拟合程度较优,相关系数（R2）和纳西效率系数ENS均高于0.90、相对误差|Re|均小于2%,表明SWAT模型应用于该流域径流模拟的精度较高;在相同气候条件下,径流年内分配规律为2000年土地利用情景较1990年土地利用条件下月径流增加,年际分配规律为两期土地利用情景下的年际径流量变化趋势较为一致,2000年略大于1990年。     

基于SDSM-SWAT模型的汉江上游径流变化模拟

为分析汉江上游流域径流对气候变化的水文响应过程,耦合了SWAT水文模型和SDSM降尺度模型,选用石泉和黄家港水文站1990～2005年历史月径流资料,对水文模型进行率定和验证,并将2011～2100年CanESM2模式下低等排放情景(RCP2.6)和高等排放情景(RCP8.5)两种情景输出因子降尺度到汉江上游流域各站点,生成未来气候情景数据,模拟流域未来气候变化下的径流响应过程。结果表明,SWAT模型在该流域径流模拟中具有很好的适用性;未来流域径流会呈现增加态势,RCP8.5情景较RCP2.6情景变化剧烈,且未来各月径流相对基准期变化更加剧烈,这为流域水资源管理与保护提供了参考与支持。     

尼尔基水库上游融雪径流模拟及预报

准确可靠预报融雪径流对寒区洪旱灾害的监测及水资源管理具有重要意义。根据尼尔基水库上游季节性融雪产流特点,结合蓄满产流理论,考虑寒冷地区冻土的不〖JP2〗透水、蓄水调节、蒸发抑制等作用及冻土融冻期水文特性,构建了耦合度-日融雪模型、径流系数法及新安江模型的分散式融雪径流预报模型,采用1979~〖JP〗1988年的水文气象资料对模型进行了率定,并根据2000~2003年相应资料验证了模型合理性。通过对5个不同时间尺度径流量的模拟与验证结果表明,模型具有较好精度,在研究区具有较强适用性,可为尼尔基水库春、夏两季入库径流预报提供参考。     

基于CFS的汉江上游梯级水库系统月入库径流预测

将天气预报产品引入水文模型是提高长期径流预测精度的有效途径,但引入方法仍存在难度。为此,以汉江上游梯级水库系统为例,引入智能算法及相似典型放缩,构建基于分预见期校正的CFS与SWAT耦合径流预测模型,首先甄选智能算法校正CFS降雨,然后基于相似典型放缩对其进行时空展布,最终将其输入分区率定的梯级水库SWAT模型,从而实现月径流预测。结果表明,随机森林和人工神经网络更适合于CFS预测校正且不受预见期影响,基于相似典型时空分布的耦合模型预测效果较好,能为梯级水库系统提供更为可靠的径流预测。     

基于遥感数据源的大凌河分布式水沙耦合模型的构建与运用

以大凌河大城子水文站以上流域为例,将改进的垂向混合产流模型和改进的通用土壤侵蚀方程进行耦合,基于流域数字高程、土地利用及土壤类型分布等遥感数据,构建了基于水文模型的大凌河流域分布式水沙耦合模型,运用大城子水文站2001~2010年水文资料对模型参数进行率定和校验,并基于土壤侵蚀空间模拟结果,设定三种土地利用模式情景定量分析土地利用变化对流域土壤侵蚀的影响。结果表明,基于遥感数据源的分布式水沙耦合模型适合于大凌河流域的水土流失模拟,在率定期和验证期模拟的年含沙量相对误差均在20%以内,确定性系数都在0.5以上,可满足泥沙模拟的精度要求;三种土地利用模式情景中旱地面积增加10.0%,土壤侵蚀模数增加12.9%,林地和草地面积增加10.0%,流域土壤侵蚀模数分别减少14.63%和6.78%,为流域水沙耦合模拟和水土流失预测和防治提供了参考。     

潇湘水源区土地利用变化下的水文响应分析

以曲靖市潇湘水源区为例,利用曲靖市沾益气象站1953~2009年间的日气象资料及潇湘水源区坝上站径流资料,结合水源区土壤数据、土地利用数据以及90m分辨率DEM,构建了潇湘水源区SWAT水文模型,研究了1986、2000、2009年不同土地利用类型下的水源区水文响应特征。结果表明,1986、2000、2009年不同土地利用类型下潇湘水源区耕地和未利用土地面积比逐渐增加,草地和林地面积比逐渐减少,这可能是导致2009年坡面径流深和径流深增加及实际蒸散减小的主要原因。