基于VIC模型的黑河上游流域径流模拟不确定性分析

研究采用VIC(variable infiltration capacity)模型对黑河上游流域地区的水循环过程进行模拟,并应用GLUE(generalized likelihood uncertainty estimation)不确定性分析方法定量探讨模型参数的敏感性和输出的不确定性.研究结果表明,VIC模型率定期和验证期的Nash效率系数分别为0.62和0.64,流量过程线拟合较好;所选需测定的VIC模型的7个参数中,最大基流量Dmax、下层土壤最大含水量的比例系数Ws以及第一层土壤含水层厚度d13个参数对模型敏感,其中参数d1最为敏感;除部分低流量区外,实测流量基本在置信度90%下模型预报的不确定性范围内.研究结果表明,VIC模型能够较好地模拟黑河上游流域的径流变化过程,具有较好的适应性.     

黄河卢氏流域径流对未来气候变化的响应

应用统计降尺度方法SDSM,耦合GCMs和分布式水文模型SWAT,分析黄河卢氏流域径流对气候变化的响应.结果表明:SWAT模型能较好地模拟卢氏流域的径流过程.不同排放情景下,流域年平均流量均表现出先减小后增加,总体减小的趋势;A2情景下,2046—2065年和2081—2100年的流量较基准期分别减少33.6%和30.8%,流量减少主要集中在7—10月,10月减幅最大;B1情景下,分别减少52.3%和29.9%,也主要集中在7—10月,9月减幅最大;丰水期流量的减少幅度大于枯水期.中上游对气候变化较为敏感,径流减少幅度较大,中下游减少幅度较小.     

基于DEM的分布式水文模型前处理程序开发及应用

作为水文模型不可或缺的一部分,前处理工作的质量在很大程度上影响着水文模型的模拟效果.为了简化前处理工作步骤,提高执行效率,本文开发了一个能够独立运行并具有可视化界面的水文模型预处理程序.该程序能够对数字高程模型(DEM)数据进行河网提取、子流域划分等工作,其特色在于:基于图论编写了无需填洼的水流方向确定算法;提出了"树叶裁剪法"的子流域划分方法;集成了自下而上的汇流顺序演算算法.将该程序应用于拉萨河流域,取得了较好的效果,为分布式水文模型的开发奠定了基础.     

强烈人类活动影响流域的水量水质模拟

SWAT模型取用水模块针对美国实际情况设定,不能实现不同年份各月动态输入,在我国受强烈人类活动影响的流域其应用受到限制.本文在深入了解SWAT模型结构和模型运行的内部机制,明晰各类输入、输出文件格式和空间运行单元组织方法的基础上,对模型源代码进行修改,完成模型输入、输出文件(TxtInOut)中.wus内取用水设置的追加和修改,反映模型模拟子流域在不同年份、不同月份用水量的差异.同时,针对SWAT模型中设定的水库基本特征参数值范围较小,不符合我国的实际情况,本研究对参数值输入范围进行扩展,使其符合我国的实际情况.将修改后的模型在漳卫南运河流域进行应用,取得了较好的模拟效果.本文在SWAT模型改进和完善上做了有益的探索和尝试,并在人类剧烈影响流域水量水质的模拟中得到了应用,为漳卫南运河流域水资源水环境管理提供了有力的支撑工具.     

基于RS-GIS古浪河流域土地利用变化

借助3S技术,以1977年来七期的古浪河流域遥感影像为数据源,通过目视解译得到七期土地利用类型数据,统计古浪河流域土地利用各类型所占百分比及其变化;通过计算土地利用程度综合指数,分析该地区的土地利用程度,反映其中的自然因素和人为因素;通过计算变化最大的类型:林地、草地、耕地三者的相互转化面积和贡献率,分析土地利用变化的整体方向;最后分析土地利用变化的区域差异及时空格局.结果表明:林地面积下降13.92%,耕地面积上升14.38%,草地面积是先减后增,总体变化不大;土地利用类型变化主要为林地、草地、耕地三者的相互转化;土地利用类型变化较大的地区主要分布在沿河地区,并且古浪县的土地利用变化较天祝藏族自治县更大.     

VIC模型与新安江模型径流模拟对比研究

分别选取VIC模型与新安江模型作为分布式和集总式水文模型的代表,以太湖上游山区西苕溪流域为例,以Nash-Suttcliffe效率系数为目标函数,用SCE-UA (shuffled complex evolution algorithm)自动优化算法进行参数自动率定,探究不同结构的模型在径流模拟中的差异性.模拟结果表明:VIC模型和新安江模型在该地区日降雨径流模拟中都表现出了较好的适用性,率定期模型效率系数分别为0.76和0.77,验证期分别为0.84和0.82;但是在月时间尺度上,VIC模型和新安江模型则表现出了较大的差异,率定期分别为0.78和0.87,验证期则分别为0.85和0.91;从月均方根误差和平均绝对误差来看,新安江模型也表现了更好的模拟性能.从丰水(25％)、平水(50％)和枯水(25％)三个流量等级探究VIC模型和新安江模型的模拟及预测效果,结果显示:VIC模型在丰水时模拟较好,新安江模型在平水和枯水时模拟较好,尤其是在低流量时,模拟能力远优于VIC模型.     

基于SWAT模型的古浪河流域径流模拟

在采用RS、GIS技术建立的土地利用数据库、土壤数据库和气象数据库的基础上,构建了基于SWAT模型的石羊河典型流域——古浪河流域分布式水文模型.以2000—2003年作为率定期,2004—2005年作为验证期,对模型进行了参数率定和验证.其中,率定期模型的效率系数和水量平衡系数分别为0.62和1.26,验证期分别为0.75和1.00.结果表明,SWAT模型适用于该流域.在此基础上对古浪河流域降水和径流的时空分布进行了分析,表明人类活动对地表径流的影响较大.