浊漳河流域SWAT模型构建及径流敏感性分析

以浊漳河流域为研究对象,基于研究区1980-2005年的实测径流资料,利用SWAT模型模拟该流域径流,利用SWAT-CUP自带的SUFI-2算法进行径流敏感性分析及参数率定.率定结果表明影响研究区域地表径流的主要参数是CN2、CANMX、REVAPMN;模型率定期和验证期的R2值分别为0.83与0.79,NS分别达到0...     

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。     

图们江流域水文气象特性分析

本文介绍了图们江流域概况、水系、气候、地质，从降水、蒸发、洪水、径流、泥沙等方面论述了该流域的水文气象特性。     

图们江流域灾害性洪水成因分析

依据图们江水文气象和自然地理情况,建立了具有一定预测精度的大洪水模型,初步可知:图们江流域大洪水在太阳黑子峰谷年或峰值后第4年发生,并同环流特征量前一年的副高北界、面积指数、经纬向环流指数和赤道太平洋水温有明显关系.     

图们江流域水资源现状分析与研究

通过对图们江流域历年降水资料、径流资料和出入境水量的分析计算,详细的阐述了图们江流域水资源现状、时空分布规律。并运用水量平衡分析法验证了水资源计算的合理性。为东北亚地区经济的发展和壮大,提供了前期准备工作。     

基于SWAT的径流模拟参数优化方案及不确定性分析

SWAT模型在水科学领域应用极为广泛，顺序不确定拟合算法（SUFI-2算法）是SWAT校准优化的首选工具，提高SUFI-2算法的率定效率对SWAT的应用十分重要。在SUFI-2算法中设立NS、R2和PBIAS 3种目标函数，在此基础上，分析14种水文相关参数敏感性，基于95PPU不确定性的限制原则（P-factor>0.7且R-factor<1）率定参数范围，结合模拟性能评价的分级准则遴选最佳模拟，最后采用出山店水库1980～2018年水文资料进行验证。结果表明：3个目标函数中，PBIAS对参数变化的响应程度最强，利用PBIAS确定的敏感参数有CN2,CANMX,SOL＿BD,GW＿DELAY,GWQMN, GW＿REVAP,ESCO,RCHRG＿DP和SOL＿AWC;率定期和验证期模拟不确定性与降水分布相关；遴选的最佳模拟在不同时期表现出的性能稳定高效，证明遴选方法可行。研究成果对于提高水文模型优化效率具有借鉴意义。     

图们江流域泥沙特性分析

图们江地处河源区,区域内由于多年的采伐,水土流失较重,洪涝灾害频繁。为了保持区域经济可持续发展,加强水资源保护和了解水土流失情况,对该区河流泥沙特性进行分析和研究,为图们江流域水资源合理开发利用、有效保护和科学管理提供依据。     

图们江流域洪涝灾害与防灾对策

简要阐述了图们江流域洪涝灾害状况,分析了该流域洪涝灾害的成因和特点,提出了防灾对策。     

图们江流域“2000．09．02”暴雨洪水简析

2000年9月2日，吉林省图们江发生了大洪水，本文分析了造成这场洪水的降水特点和洪水的形成及发展规律，得出了该次洪水的暴雨中心在流域下游，洪水形成在中下游，图们江流域台风暴雨的路径走向决定了洪水发展的基本规律。     

基于SWAT模型的延河流域月径流量模拟分析

近年来SWAT模型在我国南方湿润半湿润流域以及众多大尺度流域取得了良好的应用效果,但在水文资料缺乏、气候相对干旱的流域应用不多。以黄土高原典型流域陕西省延河流域为例,结合国内外已有的研究和GIS技术,根据延河流域现有的数据成功构建了基于SWAT的水文模型,其中1980—1985年为模型的率定期,1986—1989年为模型的验证期。通过对模型的参数进行敏感性分析以及一系列率定,最终得到结果为率定期的Nash-Sutcliffe效率系数NS和相关系数R²分别是0.644和0.832;验证期的Nash-Sutcliffe效率系数NS和相关系数R²分别为0.63和0.872,均达到模型模拟的要求,表明SWAT模型基本上能够模拟延河流域月径流量水文过程,为SWAT模型在黄土高原典型流域的进一步应用提供了科学依据。     

提高图们江流域洪水预报精度的经验

在1986年图们江流域洪水预报中，采用了洪水的定性预报、对洪水进行传报、用降雨径流相关图做径流探（R）值的预报等方法，这套方法目前是比较实用的。     

基于UQ-PyL的SWAT模型参数不确定性分析综合评估

为解决SWAT (soil and water assessment tool)模型在复杂情形下的参数不确定性分析问题,引入参数不确定性分析平台UQ-PyL(Uncertainty Quantification Python Laboratory),开发UQ-PyL与SWAT模型的耦合模块,使得UQ-PyL中的各种算法能够方便快捷地应用于SWAT模型的参数不确定性分析。为验证UQ-PyL用于SWAT模型参数不确定性分析的效果,在我国不同气候条件下的4个流域构建SWAT模型,综合对比评估UQ-PyL与SWAT-CUP对模型参数的不确定性分析结果。结果表明：UQ-PyL多种敏感性分析方法筛选出的敏感参数比SWAT-CUP单一方法筛选的结果更加合理;使用UQ-PyL率定的参数在4个流域应用中都表现良好,优化后模拟结果的纳什效率系数均在0.55以上,收敛次数在550次以内;在4个流域的模拟中,UQ-PyL能提供计算效率更高的算法ASMO,也能提供模拟结果更准确的算法SCE。综上,与SWAT模型相耦合的UQ-PyL能够支持SWAT模型用户在不同系统下对模型参数进行更高效的不确定性分析研究。     

SWAT模型的参数灵敏度分析——以贡嘎山海螺沟不同植被类型流域为例

目前分布式水文模型在我国各种流域的水文过程模拟中已得到广泛的应用,为了深入了解不同分布式水文模型参数在水文循环过程中的影响程度,文中针对贡嘎山海螺沟4种不同植被类型流域,采用扰动分析方法定义模型参数的灵敏度并根据灵敏度的取值分为5级,基于SWAT(Soil&Water Assessment Tool)分布式水文模型研究了模型参数灵敏度在年内夏季和冬季的变化及其对水文过程模拟结果的影响。计算结果表明:冬季模型参数的灵敏度普遍偏高,会出现枯水期径流过程模拟误差较大的现象,而夏季模型参数的灵敏度相对降低;但在同时模拟汛期和枯期的径流过程情况下,前者的误差会小于后者。通过对SWAT模型参数在不同植被类型流域的灵敏度分析,将会有助于减少水文模拟的不确定性或能获得更好的估计结果。     

乌伦古河流域SWAT模型基础数据库构建

以西北内陆干旱区新疆乌伦古河流域为例,构建了乌伦古河流域SWAT模型土壤属性和气象数据库。土壤数据库的构建过程为：通过查阅《新疆土种志》获得所需基础土壤数据;运用MATLAB编程转换土壤粒径;采用SPAW软件计算土壤的水分参数。气象数据库的构建过程为：在中国气象共享服务网上下载地面气象数据并整理该数据为所需格式;运用SwatWeather．exe软件计算降水、气温、露点、风速和辐射数据,从而获得SWAT模型天气发生器参数。成功构建SWAT模型基础数据库,为模型在此流域的应用奠定基础。     

一种SWAT模型参数识别的改进方法

参数的敏感性分析和不确定性分析是分布式水文模型构建的先决条件。在辽河流域建立SWAT模型,利用SWAT-CUP中的SUFI-2算法进行参数的率定,在此基础上提出一种更为简便的参数识别方法。将研究区域辽河干流的主要支流分别进行参数识别,再将SWAT-CUP中率定的最佳参数的从TXINOUT文件中提取出来,分别覆盖到SWAT模型中各对应支流子流域的TXINOUT文件中,即可得到按主要支流经过参数识别后的SWAT模型,避免了SWAT-CUP调参工具涉及众多子流域导致参数识别过于复杂的问题。结果表明,辽河干流主要支流招苏台河、清河、柴河等子流域主要水文断面率定期的平均纳什效率系数分别为0.60、0.65、0.68,验证期分别为0.60、0.72、0.77,参数率定的结果相对于全局调参有较大的改进。采用本文提出的参数识别方法,可以解决SWAT-CUP全局调参时上下游断面结果难以同时匹配或伪匹配的问题,又可以避免分区参数识别时对不同子流域的土地利用类型、土壤类型以及坡度等参数的繁琐设定,同时降低了SWAT模型手动调参的复杂程度,可较好地应用到SWAT模型参数识别过程中。     

SWAT模型径流模拟的校正与不确定性分析

为比较SUFI-2和GLUE两种常用的SWAT模型校正与不确定性分析方法的优劣,以三峡库区大宁河流域为研究对象,应用Arc SWAT 2012对大宁河流域进行径流模拟,并分别基于SUFI-2和GLUE方法进行校正和不确定性分析,进而从模型模拟结果的不确定性、拟合效果、运算效率和参数不确定性分析等方面对SUFI-2和GLUE进行比较。结果表明:SUFI-2和GLUE都可以较好地应用于大宁河流域SWAT模型的校正和不确定性分析,但SUFI-2方法能通过较少的模拟次数获得更小的模拟不确定性带以及更佳的拟合效果,而GLUE方法在参数不确定性分析方面的表现更佳。对于SWAT模型径流模拟,建议用SUFI-2方法进行校正和模拟结果不确定性分析,用GLUE方法进行参数不确定性分析。     

基于SWAT模型不同产流及蒸发模式的径流模拟

针对四川省彭州市湔江流域,成功构建SWAT分布式水文模型,基于模型提供的两种计算地表径流方法和三种计算蒸散发方法的组合,采用2008—2009年月径流资料进行率定,通过Nash系数、相关系数、相对误差以及持续系数分析比较了6种组合模式下模型的适用性,并用2010—2011年月径流资料进行验证。结果表明,引入作为SWAT适用性评价标准可取得良好的效果;SCS径流曲线数法分别与Penman-Monteith法、Hargreaves法的组合模拟精度较好,Nash系数均达到0.8,相对误差小于20%,持续系数达到0.7以上。这为模型模拟方法的选择提供了依据和参考。     

WRF-Hydro模型参数在河西内陆河流域的敏感性分析

为研究WRF-Hydro模型参数在河西内陆河流域的敏感性，以西营河流域九条岭水文站以上区域为研究区，在离线模式下利用2015—2018年的全球预报系统(GFS)数据驱动WRF-Hydro模型。基于LH-OAT方法对WRF-Hydro模型的6个主要参数对不同评价指标和空间分辨率的汇流演算网格的敏感性进行了分析，定量计算了各参数的敏感性指标，划分了敏感度等级，并结合典型洪水分析了各参数对洪水过程线的具体影响。结果表明：河道曼宁糙率乘子(MANNFAC)为极敏感参数，入渗系数(REFKDT)、土壤饱和导水率(REFDK)、深层导水系数(slope)为敏感参数，地表糙率乘子(OVROUGHRTFAC)为一般敏感参数，地表持水深度乘子(RETDEPRTFAC)为不敏感参数；各参数的敏感性并不是一成不变的，参数敏感度会受到评价指标的影响，有一定程度的变化；随着汇流演算网格空间分辨率的变化，各参数全局敏感度也会有小幅变化，但参数的全局敏感度等级不发生改变；MANNFAC对峰现时间的调节效果最好，REFKDT和REFDK对洪量和洪峰流量的调节效果显著，slope可以很好地调节洪水过程线的形状。     

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。