基于ＨＥＣ－ＲＡＳ模型的青海省玉树县巴塘河流域洪水模拟分析

青海玉树县地形起伏变化较大，具有明显的空间变异性，但传统的数值求解模型适用于近似一维的匀速正常水流，具有一定的局限性。因此，采用ＨＥＣ－ＲＡＳ模型，结合ＡｒｃＧＩＳ平台下的ＨＥＣ－Ｇｅｏ ＲＡＳ模块，建立二维流和非稳定流模型，对１９８１年至１９８２年青海省玉树县巴塘河流域的洪水进行模拟，并与实测数据进行对比分析。模拟结果表明:模拟的流量数据与观测数据变化趋势整体一致，且１９８１年和１９８２年的模拟流量峰值均出现在７月，与实测结果一致。对所建立ＨＥＣ－ＲＡＳ模型进行模拟精度评价，结果表明纳什效率系数和确定性系数均大于０．８，该模型可用于青海省玉树县巴塘河流域洪水的演进模拟分析。     

DHSVM模型在南小河沟的适用性研究

以位于黄土高原沟壑区的南小河沟流域作为研究对象,基于实测资料,构建了南小河沟的DHSVM模型,在南小河沟建立了一套合理的参数选值方案,给出了5个影响径流的敏感参数的参考值,为该流域的水文模拟提供了参考。探讨了DHSVM模型在该流域的适用性,结果显示模型能够较准确地模拟该流域的径流过程,率定期(2003—2005年)的纳什系数ENS为0.75,相对误差Er为12.74%;验证期(2006—2007年)的纳什系数ENS为0.68,相对误差Er为9.42%。率定期和验证期的纳什系数均大于0.65,相对误差均小于15%,模拟的结果较好,模拟精度也满足要求。因此DHSVM模型在南小河沟流域具有一定的适用性。     

晋江东溪流域土壤侵蚀分布式模拟

应用分布式水文模型SWAT (Soil and Water Assessment Tool),通过细分子流域,对晋江东溪流域产流和产沙进行模拟,以相对误差、决定系数和效率系数为指标,采用洪濑水文站1972～1979连续8年的实测径流和泥沙数据进行参数率定和模型验证.模拟结果表明,细分子流域能够有效改善枯水期径流模拟结果;该模型适用于水库影响下的泥沙负荷模拟.     

北洛河流域TOPMODEL模型基流分割定量评估

为探究水文模拟结果对总径流、地表径流和地下径流(基流)的影响,首先采用Mann-Kendall检验方法识别出■头水文站水文序列突变点,然后构建北洛河流域TOPMODEL水文模型,最后采用数字滤波方法分别对模拟水文过程和实测水文过程进行基流分割,并定量分析水文模型模拟结果对地表径流和地下径流的影响。结果表明:①北洛河流域径流突变年份为1994年;②率定期和验证期纳什效率系数、可决系数和相对误差绝对值分别为0.69与0.63、0.87与0.82以及18.5%与13.4%;③率定期基流指数大于验证期且大于0.75,这意味着北洛河流域基流量对河川径流的补给作用显著;④模型在非汛期径流的模拟精度优于汛期的,能够为非汛期的基流分割提供依据;⑤不同时期基流量水文过程线起伏差异较大,但其形状基本与径流过程线保持一致。     

基于TOPKAPI模型的黑河上游径流模拟研究

为了进一步完善黑河上游区域近几年的水文循环研究,采用基于物理基础的分布式水文模型TOPKAPI模型,对1998年~2007年的日径流、月径流过程分别进行模拟研究;并使用径流深误差Re、Nash-Sutcliffe效率系数及决定系数R~2三种评价指标对结果进行分析。黑河上游流域的日径流过程模拟径流深误差合格率在率定期和验证期合格率均为100%;Nash-Sutcliffe效率系数分别为0.82、0.77;相关系数R~2分别为0.84、0.81。月径流过程率定期和验证期的径流深误差Re均为-0.36%,模拟径流量相对偏小;效率系数E也均为0.81,相关系数R~2分别为0.85、0.89。结果表明,TOPKAPI模型可以较好地模拟黑河上游流域的日径流及月径流过程,有良好的适用性。     

基于SWAT模型的黑河与白河流域水文模拟研究

若尔盖湿地是我国最大的泥炭沼泽地,自然资源丰富。黑河与白河是该湿地中最大的两条河流,黑河与白河流域的水文模拟研究对于了解流域内的水文变化情况具有重要意义。利用黑河若尔盖水文站和白河唐克水文站2009—2016年的实测水文数据,对黑河与白河流域进行SWAT水文模拟。结果表明:唐克站率定期的决定系数R~2和纳什效率系数E_(ns)分别为0.79和0.73,若尔盖站率定期的R~2和E_(ns)分别为0.72和0.72;验证期唐克站和若尔盖站的R~2分别为0.77和0.62,E_(ns)分别为0.72和0.61,模拟结果比较理想;SWAT模型在黑河与白河流域有较好的适用性。     

不同气候条件的抚河流域SWAT径流模拟与验证

以鄱阳湖水系的抚河流域为研究对象,构建了抚河流域的SWAT模型,并对李家渡水文站的径流数据进行了模拟。模拟结果表明该模型适用于抚河流域的径流模拟。为了进一步验证模型在极端气候条件下的稳定性,分别选取连续丰水年(1975—1977年)和枯水年(1963—1965年)、连续高温年(1963—1965年)和低温年(1969—1971年)对模型进行验证。通过对气候变化条件下流域径流的模拟,率定期的决定系数R²与效率系数ENS均在0.85以上,验证期(1991—1998年)的R²与ENS均在0.80以上,说明构建的模型在极端气候年份具有一定的稳定性。     

SWAT模型在金沙江上游小流域径流模拟中的应用

为探讨SWAT分布式水文模型在金沙江上游小流域水文过程模拟中的适用性,选择金沙江一级支流冲江河流域为研究区,利用该小流域控制站来远桥水文站1961~2012年月径流量数据进行模型参数率定与模型验证研究。结果表明：SWAT模型对金沙江上游山区小流域径流模拟精度较高,冲江河流域率定期和验证期月径流模拟值与实测值的相关系数分别达0.97和0.81,平均相对误差分别为16%和20%,纳什系数Ens分别为0.84和0.82。     

基于SUFI-2算法的SWAT模型在抚河临水流域径流模拟中的应用

以抚河临水流域为研究区域,整合流域下垫面与气象数据资料,基于GIS平台构建了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、率定及不确定性分析,并对抚河临水流域径流过程进行模拟。结果表明:率定期和验证期的模拟值和实测流量拟合程度较好,决定系数(R2)和纳什效率系数(Ens)均在0.80左右,模拟结果较理想,有很好的适用性。     

SWAT模型在赣江流域径流模拟中的应用研究

利用赣江流域1961—2005年水文数据、数字高程图(DEM)、土地利用类型、土壤类型、气象数据等构建了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,并对赣江流域径流量过程进行模拟。结果表明:率定期和验证期的模拟值和实测流量拟合程度较好,决定系数(R2)和纳什效率系数(ENS)均高于0. 80,模拟结果较理想,有很好的适用性。该研究可为赣江流域分布式流域水文模型构建及未来的水资源规划和管理提供参考。     

基于CMADS驱动下SWAT模型的敖江流域径流模拟

目前针对气象、水文资料不足的小尺度流域进行径流模拟的研究相对较少。选取敖江流域为研究区,利用中国大气同化驱动数据集(CMADS)驱动SWAT模型对该流域2008—2016年进行逐月径流模拟,并使用水文比拟法结合邻近的2个传统气象站计算出模拟时段的观测数据以完成模型参数的率定与验证。结果表明:模拟结果与观测值较吻合,率定期(2010—2013年)评价指标决定系数R²和Nash-Suttcliffe系数NS分别为0.84和0.76,验证期(2014—2016年)两者分别为0.85和0.74,均达到了模型的评价要求。研究成果表明CMADS驱动下的SWAT模型适用敖江流域的径流模拟,采用水文比拟法适合在水文资料不足的地区进行径流计算,可为缺少气象与水文资料的小尺度流域进行径流模拟提供参考。     

基于SWAT模型的长江源区巴塘河流域径流模拟

为了分析长江源区巴塘河流域气候变化与径流的水文响应关系,根据研究区的DEM(digital elevation model)、气象数据、土壤类型和土地利用数据,建立了SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型,并选用SUFI-2(Sequential Uncertainty Fitting)算法进行SWAT模型参数的矫正及验证。模拟结果表明:矫正期与验证期的模拟径流量与实测流量的峰值出现月份基本一致,均在巴塘河流域的6—9月份,最小值出现月份均在巴塘河流域的1,2月份,地下水延滞参数为影响模拟结果的首要因子。矫正期与验证期的模拟径流量与实测径流量之间的确定性系数及效率系数都高于0.8,该模型对巴塘流域的模拟效果良好,但受冻土影响较大。通过径流模拟及影响因子分析,可为巴塘河流域的山洪泥石流灾害预测、风险分析与管理提供参考。     

基于相似流域法的SWAT模型模拟黄河中游无资料地区径流

选用黄河中游两个小流域,基于相似流域法探求分布式水文模型SWAT在黄河中游小流域无资料地区径流模拟的适用性。通过距离、流域面积相近及属性相似的方法,用已知流域率定参数移植到无资料流域进行径流模拟。选取2009-2013年的日径流与月径流进行模型率定,以效率系数(NS)和决定系数(R2)为评价指标,率定出4个模型敏感系数,并用2014-2016年的日径流与月径流进行模型验证。结果显示:率定期月径流模拟的R2为0. 76,NS为0. 70;日径流模拟的R2为0. 70,NS为0. 64;验证期月径流模拟的R2为0. 82,NS为0. 74;日径流模拟的R2为0. 78,NS为0. 68。说明基于相似流域法的SWAT模型对于无资料的小流域月径流量模拟具有很好的适用性。     

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。     

Evaluating the SWAT Model for Hydrological Modeling in the Xixian Watershed and a Comparison with the XAJ Model

Already declining water availability in Huaihe River, the 6th largest river in China, is further stressed by climate change and intense human activities. There is a pressing need for a watershed model to better understand the interaction between land use activities and hydrologic processes and to support sustainable water use planning. In this study, we evaluated the performance of SWAT for hydrologic modeling in the Xixian River Basin, located at the headwaters of the Huaihe River, and compared its performance with the Xinanjiang (XAJ) model that has been widely used in China. Due to the lack of publicly available data, emphasis has been put on geospatial data collection and processing, especially on developing land use-land cover maps for the study area based on ground-truth information sampling. Ten-year daily runoff data (1987?C1996) from four stream stations were used to calibrate SWAT and XAJ. Daily runoff data from the same four stations were applied to validate model performance from 1997 to 2005. The results show that both SWAT and XAJ perform well in the Xixian River Basin, with percentage of bias (PBIAS) less than 15%, Nash-Sutcliffe efficiency (NSE) larger than 0.69 and coefficient of determination (R²) larger than 0.72 for both calibration and validation periods at the four stream stations. Both SWAT and XAJ can reasonably simulate surface runoff and baseflow contributions. Comparison between SWAT and XAJ shows that model performances are comparable for hydrologic modeling. For the purposes of flood forecasting and runoff simulation, XAJ requires minimum input data preparation and is preferred to SWAT. The complex, processes-based SWAT can simultaneously simulate water quantity and quality and evaluate the effects of land use change and human activities, which makes it preferable for sustainable water resource management in the Xixian watershed where agricultural activities are intensive.     

淤地坝对流域水沙影响模拟研究

使用SWAT模型,结合淤地坝特点对模型自带的水库模型进行修正来设置淤地坝模块,研究淤地坝对流域径流和输沙的影响,并在内蒙古十大孔兑之一的西柳沟流域进行模拟和验证.以1980-1990年为率定期、2006-2015年为验证期,龙头拐水文站模拟径流量和输沙量与实测值拟合较好,线性拟合系数R2和纳什效率系数ENS均超过0.6...     

缺资料地区产流径流时空特性分析及其关系研究——以洮河流域为例

为了解决缺资料地区的产流、径流时空特性分析问题,采用SWAT模型、多元统计分析法、相关系数法、弹性分析法等方法,研究分析缺资料地区——洮河干流分区段产流、径流的时空变化规律,揭示降雨量P、产流量Y、径流量R三者之间关系以及径流变化影响因素。结果表明：洮河流域红旗站1956-2019年径流量整体呈显著减小趋势,1987年发生突变;SWAT模型率定、验证期决定系数分别为0.78、0.79,Nash-Suttcliffe系数分别为0.78、0.77,相对误差均小于10%,模拟效果令人满意;河道径流中游占比最大(50.71%),其次为上游(37.21%),下游占比最小(12.08%),中游是径流量的主要来源;产流量由上游到下游呈减少变化,依次为214.18、179.43、81.16 mm;代桑曲子流域产流量最大,岔河、东峪沟最小;相关性排序为P与Y、Y与R、P与R,且相关性由上游到下游逐渐减弱;气候变化和人类活动对径流变化的贡献率分别为20%和80%,人类活动是主要因素。研究成果有利于揭示洮河流域各区段产水径流变化及影响机理,同时为缺资料地区产流径流时空分析提供理论支撑。     

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。