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[期刊] 中国农业科学
[作者]
潘登 任理
【目的】建立徒骇马颊河流域的分布式水文模型,为进行该地区灌溉制度优化提供支持。【方法】首先运用洗牌复形演化(SCE-UA)算法在禹城试验站和洪门试验站对分布式水文模型(SWAT)中的作物参数进行率定,接着以遥感监测的蒸散数据为目标,应用拉丁超立方-单次单因素(LH-OAT)方法对蒸散发(ET)相关的参数进行了敏感性分析,用序贯不确定性(SUFI-2)算法优化出一套参数范围并进行不确定性分析。在此基础上,在考虑模型不确定性的情况下对冬小麦-夏玉米轮作体系产量的长期模拟结果进行验证。【结果】作物参数率定结果表明,禹城试验站上冬小麦和夏玉米产量的相对误差分别为7.02%和16.60%,洪门试验站上冬...
[期刊] 中国农业科学
[作者]
潘登 任理
【目的】优化徒骇马颊河流域冬小麦-夏玉米轮作体系的灌溉制度。【方法】以经过参数率定与模拟验证的SWAT为手段,设置了1种充分灌溉和9种非充分灌溉情形,拟合得到冬小麦和夏玉米的水分生产函数,在此基础上,以不考虑氮磷胁迫的历史灌溉情景为基本情形,设置了3种优化灌溉方案。【结果】模拟结果表明,与基本情景相比,轮作体系粮食稳产,平均节约灌溉用水29.00%,水分利用效率平均提高6.58%;与相应时段的年鉴统计值和模拟的历史情景下的产量相比,情景三下全区轮作体系粮食平均增产8.32%和11.24%;与模拟的历史情景相比,优化情景下轮作体系的水分利用率平均提高36.33%。【结论】优化灌溉方案能够在保证徒...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
贾仰文 王浩 王建华 罗翔宇 周祖昊 严登华 秦大庸
研究目的是开发和验证大流域分布式水文模型,为黄河流域水资源评价和演化规律分析服务。在综合了分布式水文模型和陆面过程模型各自优点的基础上,开发出模拟对象为“天然—人工”二元水循环系统的WEP-L模型。该模型以“子流域内等高带”为计算单元,并用“马赛克”法考虑计算单元内土地覆被的多样性,避免了采用过粗网格单元产生的模拟失真问题。针对各水循环要素过程时间尺度不同的特点,计算时采用了1h至1d的“变时间步长”,既合理表述了水循环动力学机制又提高了计算效率。将全黄河流域划分为具有空间拓扑关系的8485个子流域和38720个等高带,采用45年(1956～2000年)水文气象系列数据及相应下垫面条件进行了模...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
李云良 张奇 李相虎
以鄱阳湖流域为研究区,构建其分布式水文模型WATLAC。以鄱阳湖流域6个水文站点2000～2005年河道径流量及地下水基流指数为多目标函数来优化耦合模型,采用PEST进行WATLAC模型参数自动率定。结果表明:6个水文站点拟合的纳希效率系数变化范围为0.71～0.84,确定性系数介于0.70～0.88,取得较好的模拟效果。基于遥感反演的实际蒸散发结果进一步验证模型,模拟值和遥感反演值在时间和空间上的变化趋势呈现较好一致性。基于地下水位及流场特征模拟效果的定性评价,表明地下水位模拟空间趋势性较好,水位与地面高程的空间变化一致,地下水主要以下游平原区和河道为主要排泄区,符合大尺度流域地下水流运动基...
[期刊] 林业科学
[作者]
于澎涛 徐德应 王彦辉
由于地理要素 (地形、气候、土壤、植被等 )的空间异质性 ,森林的生态服务功能 ,尤其是涵养水源和保持水土的功能 ,也存在着空间分异。本文根据森林水文过程和森林水文生态功能的形成机理 ,建立了通用性较强的官司河分布式水文模型。官司河模型根据流域内部地理要素的空间异质性把流域分成一系列的单元和作用层 ,以单元和作用层为基本单位 ,连续计算每个单元和作用层的水文过程和水文要素变化 ,包括降雨输入、冠层截留、枯落物层吸水、入渗、蒸散、壤中流、地表径流等 ,进而得到流域水文的时空变化。用此模型模拟了四川绵阳官司河流域的降雨—径流过程 ,计算结果与观测结果基本吻合。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
龙海峰 熊立华 万民
基于清江上游水布垭区域的数字高程模型(DEM)数据,提取出了研究区域水系、勾画了研究区域边界,并计算了研究区域地形指数分布。采用基于数字高程模型(DEM)的分布式水文模型(DDRM)来进行降雨-径流模拟。在Nash-Sutcliffe效率系数、洪峰相对误差、径流深相对误差等方面对基于DEM的分布式水文模型和三水源新安江模型进行了比较分析。结果表明:在径流深模拟方面新安江模型略好于DDRM,在洪峰流量及峰现时间方面DDRM略好于新安江模型,模拟的Nash-Sutcliffe效率系数两者相当,总体上基于DEM的分布式水文模型和三水源新安江模型模拟效果相当。基于DEM的分布式水文模型与三水源新安江模...
[期刊] 地理科学进展
[作者]
王中根 朱新军 夏军 李建新
本文基于SWAT(Soil and Water Assessment Tool)构建海河流域分布式水文模型。针对海河流域的特点,对平原区河网和入海口进行合理概化,对土壤类型和土地利用方式进行重分类处理。应用1995～2002年水文气象系列资料和下垫面空间分布信息,对模型的参数进行优化和灵敏度分析,最后选取多个站点对模拟结果进行检验与分析。研究成果为SWAT模型在国内复杂大流域的应用提供了范例,也为海河流域变化环境下的水资源与水环境综合管理提供重要的水文学基础支撑。
关键词：
分布式水文模型 SWAT 海河流域
[期刊] 自然资源学报
[作者]
王中根 夏军 刘昌明 欧春平 张永勇
参数率定与敏感性分析是分布式水文模型应用和发展中的难点问题,论文对当前典型的、应用比较成功的全局最优化参数率定和敏感性分析方法进行归纳和分析,包括:遗传算法(Genetic Algorithm)、SCE-UA算法(Shuffled Complex Evolution)、贝叶斯方法(Bayesian Method)、RSA方法(Regionalized Sensitivity Analysis)、GLUE方法(Generalized Likelihood Uncertainty Estimation)等等。并对计算机自动优化方法和人工参数调试方法的利弊进行讨论,展望了分布式水文模型的参数率定与敏...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
凌峰 杜耘 肖飞 吴胜军 薛怀平
以清江流域上游为研究区域,探讨TOPMODEL模型在大流域的应用;对比了SRTM和地形图两种DEM数据在流域地形指数计算及降雨径流模拟中的差异,结果表明,虽然不同DEM计算得到的地形指数和模型率定参数存在较大差异,但是模拟效率基本相同,SRTM数据作为全球覆盖的免费高分辨率DEM数据将极大促进TOP-MODEL模型的应用;分析了TOPMODEL模型在大流域中应用存在的局限性,在此基础上,构建了基于子流域的松散耦合的分布式TOPMODEL模型,提出了利用流域实际下垫面数据进行模型参数率定的方法,探讨了子流域划分详细程度对模拟结果的影响,结果表明,分布式TOPMODEL模型充分考虑了流域降雨和下垫...
[期刊] 地理科学进展
[作者]
刘昌明,李道峰,田英,郝芳华,杨桂莲
本文选取空间大尺度黄河河源区流域为研究对象,利用分布式水文模型进行径流量模拟,采用1976～1985年唐乃亥水文站逐年、月实测径流资料进行参数率定,确定模型的基本参数,得到了较好的模拟效果。模拟结果表明气候变化是引起黄河河源区径流变化的主要原因。在80～90年代的20年间,黄河河源区由气候变化引起径流减少62.11亿m3,占径流变化总量的108.72%,由土地覆被变化引起径流增加5.73亿m3,增加量占径流变化总量的10.03%。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
刘健 张奇
考虑同类模型在模拟大尺度流域时存在的一些弱点,开发了基于单元网格,并且结构较为简单、参数数量较少的分布式水文模型WATLAC。为了验证该模型在大尺度流域长时间序列的模拟效果,选取鄱阳湖流域的最大子流域——赣江流域(8.17万km2)为验证区域。流域的空间非均匀性由单元网格离散并模拟。根据下垫面数据精度,选取4 km×4 km的离散网格尺寸,并应用ArcGIS等软件建立流域网格信息,生成模型输入数据。采用1960~1989年外洲站和峡江站的实测资料对模型进行了验证。率定期(1960~1969年)两水文站日、月和年径流确定性系数在0.81~0.93,Ens系数在0.79~0.99,年径流统计量相对...
[期刊] 地理科学进展
[作者]
朱新军 王中根 夏军 于磊
流域水平衡分析是进行水资源科学评价与合理配置的基础,传统的流域水平衡分析大多是基于有限的站点观测资料和简单的集总式模型,很难适应考虑水循环空间变异性的复杂大流域水资源综合管理的需求。本文基于分布式水文模拟技术,探讨了一种能够考虑流域内部上、下游关系的水平衡分析方法。并以海河流域为例,构建分布式SWAT模型,对海河流域及水资源三级分区的水平衡状况进行分析,在此基础上探讨海河流域维持健康水平衡关系,降低流域蒸发,进行农业真实节水的必要性和有关对策。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
孙占东 黄群 Lotz Tom
流域出口径流观测序列是水文模型参数率定重要依据,不受水文站控制区域的模型应用是水文研究关注点之一。首先根据水文站观测资料建立洞庭湖流域四水控制站之上基于水文响应单元的分布式水文模型,在此基础上结合实验、同质移植和虚拟水库等方法,将分布式水文模型拓展到包含无径流站控制区域的丘陵区间和平原圩垸区,最终实现了洞庭湖全流域水文过程模拟。结果表明:在较完备土壤、地形、土地利用等空间数据支持下,通过合理的流域划分和水文响应单元定义,建立的流域分布式水文模型可以较好地在水文响应单元尺度反应降水发生后蒸散、地表径流、土壤和地下水的响应特征。而基于观测实验及基流分割等方法获取的关键水文过程特征对模型参数优化的认...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
高永年 张万昌
针对集成生物圈模拟器IBIS未考虑高分辨率模拟情况下地表起伏对太阳辐射等参数影响的特点,改进了IBIS的地表太阳辐射计算模块、日气象数据读取模块,并增加了坡度、坡向数据读取模块。在土地利用覆被数据、DEM、坡度、坡向和降水、气温、云量、湿度、风速等气象数据的支持下,利用改进的IBIS分别对泾河及其子流域在0.0415°和0.001°空间尺度上的生态水文过程进行了模拟,并用二源遥感估算的蒸散发对模拟结果进行了空间比较分析。结果表明,改进的IBIS在日、月、年不同时间尺度和不同空间尺度上均具有很好的模拟适应性与模拟能力,模拟蒸散发与二源遥感估算蒸散发结果比较一致,总体空间分布形态和趋势具有相似特征...
[期刊] 资源科学
[作者]
夏军 王渺林
研究长江洪水和水资源问题,对于长江流域的可持续发展极为重要。本文以长江上游流域16个主要控制站径流观测数据为基础,对长江上游流域径流变化及其影响原因进行分析。结果表明,除金沙江流域径流微弱增加外,其他流域径流都有一定程度的减少趋势,其中岷江流域高场、横江流域横江、沱江流域李家湾、嘉陵江流域小河坝、武胜、北碚等站的径流显著减少,长江上游干流控制站寸滩站径流则微弱减少。针对流域气候变化与人类活动对水资源量的变化影响,建立大尺度分布式月水量平衡模型,将模型应用于长江上游的7个区间,模拟结果表明模型精度较高。最后应用分布式月水量平衡模型定量识别气候变化及人类活动对流域径流变化的贡献率,长江上游寸滩站径...
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