SWAT模型径流模拟在黄河石嘴山站以上流域的应用

发布时间：2017-05-14 11:03

  本文关键词：SWAT模型径流模拟在黄河石嘴山站以上流域的应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：黄河流域地域辽阔,正面临着严峻的水资源问题,深入了解并认识黄河流域水循环过程对合理配置水资源、解决目前所面临的水资源问题意义重大。水文模型是大流域水资源开发管理不可或缺的工具,它不仅使我们认识到流域水资源过去及现在的水文情势,同时也可预测未来情景下的水文变化趋势,因此建立流域内分布式水文模型是解决水问题必要的手段,也是重要的技术支撑。由美国农业部研发的SWAT分布式水文模型具有扎实的物理基础,允许以大中流域为目标、以日为时间尺度进行连续多年径流模拟,大量研究表明其模拟效果较好。在此背景下,收集研究区DEM、土壤、土地利用、水文、气象等数据,建立起黄河石嘴山站以上流域SWAT模型,模拟流域内月尺度径流过程。模型依据流域内下垫面特征将其离散为193个子流域、1081个水文响应单元。选定1981-1985年为模型校准期,1986-1989年为验证期,利用已有的兰州、石嘴山水文站监测断面天然径流量还原成果,依次分站对模型进行配准和验证。结果表明：(1)模型校准期和验证期内,兰州站模型模拟Re分别为-0.87%、-3.54%；R2分别为0.73、0.71；Ens分别为0.72、0.60；流域总出口石嘴山站,Re为0.78%、-2.57%；R2为0.74、0.67；Ens为0.73和0.53,均达到了模型适用性要求,说明研究中建立的SWAT模型可用于模拟黄河石嘴山站以上流域的径流过程,但验证期评价指标普遍低于校准期,这可能与1986-1989年间流域水量偏小有关。(2)针对模型中表现最为敏感参数的输入值变动对模拟结果的影响进行讨论发现：参数SOL_AWC、ESCO、RCHRG_DP在选定的两个子流域中对应的径流变化趋势总体上是一致的,但敏感程度并不相同；参数CN2、GW_REVAP在两个子流域中并不同时灵敏。说明由于流域范围内气候、下垫面赋存等条件时空差异性较大,水文模型参数不得采取均一化赋值方式。综上认为SWAT对干旱半干旱区大尺度、长时段的流域水文过程模拟具有较好的精度,可为了解并认识黄河流域水循环过程、解决流域内水的问题提供一定的技术参考,为黄河流域于水资源的科学管理和合理调配利用等工作提供一定的理论依据。
【关键词】：黄河流域 SWAT模型 径流模拟 参数敏感性
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P333
【目录】：

• 中文摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 研究背景和研究意义10-12
• 1.2 SWAT模型研究进展12-13
• 1.3 研究内容和技术路线13-15
• 1.3.1 研究内容13-14
• 1.3.2 技术路线图14-15
• 第二章 SWAT模型简介15-21
• 2.1 SWAT模型的产生和发展15-16
• 2.2. SWAT模型的原理16-21
• 2.2.1 水文过程子模型16-20
• 2.2.2 土壤侵蚀子模型20
• 2.2.3 污染负荷子模型20-21
• 第三章 自然地理概况21-27
• 3.1 地理位置21
• 3.2 地形地貌21-22
• 3.3 气候22-24
• 3.4 水文24-25
• 3.5 土壤25
• 3.6 植被25-27
• 第四章 数据的处理及SWAT数据库的建立27-41
• 4.1 数据处理27-28
• 4.1.1 资料收集27
• 4.1.2 天然径流量还原计算27-28
• 4.2 SWAT数据库的建立28-41
• 4.2.1 空间数据库28-34
• 4.2.2 属性数据库34-41
• 第五章 黄河石嘴山站以上流域径流模拟41-54
• 5.1 流域空间离散化41-45
• 5.1.1 基于DEM提取流域水系41-45
• 5.1.2 子流域的划分45
• 5.1.3 水文响应单元的划分45
• 5.2 模型参数化45-46
• 5.3 模拟方法的选择46-47
• 5.3.1 降雨量模拟方法46
• 5.3.2 径流模拟方法46
• 5.3.3 潜在蒸发量(potential ET)模拟方法46-47
• 5.3.4 河道演算方法47
• 5.4 模型的参数率定47-48
• 5.5 径流校准与验证48-54
• 5.5.1 模型的适用性评价标准48-49
• 5.5.2 兰州水文站径流模拟效果评价49-51
• 5.5.3 石嘴山水文站径流模拟效果评价51-54
• 第六章 参数敏感性分析54-59
• 第七章 结论与不足59-62
• 7.1 研究结论59-60
• 7.2 论文不足与展望60-62
• 参考文献62-67
• 在校期间的研究成果67-68
• 致谢68

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 白薇;刘国强;董一威;许娟;雷晓辉;;SWAT模型参数自动率定的改进与应用[J];中国农业气象;2009年S2期

2 魏怀斌;张占庞;杨金鹏;;SWAT模型土壤数据库建立方法[J];水利水电技术;2007年06期

3 荣琨;陈兴伟;林文娇;;晋江西溪流域非点源污染的SWAT模型模拟[J];亚热带资源与环境学报;2008年04期

4 乔卫芳;牛海鹏;赵同谦;;基于SWAT模型的丹江口水库流域农业非点源污染的时空分布特征[J];长江流域资源与环境;2013年02期

5 梁小军;江洪;王可;朱求安;;基于SWAT模型的岷江上游干旱河谷区水文特征情景模拟研究[J];干旱区资源与环境;2010年08期

6 陈理想;梁忠民;朱金峰;;SWAT模型在黄鸭河流域径流模拟中的应用研究[J];水电能源科学;2011年10期

7 姚苏红;朱仲元;张圣微;张苏鲁;李杨;;基于SWAT模型的内蒙古闪电河流域径流模拟研究[J];干旱区资源与环境;2013年01期

8 秦富仓;张丽娟;余新晓;岳永杰;叶俊道;王国强;;SWAT模型自动校准模块在云州水库流域参数率定研究[J];水土保持研究;2010年02期

9 竹磊磊;李娜;常军;;SWAT模型在半湿润区径流模拟中的适用性研究[J];人民黄河;2010年12期

10 杨巍;汤洁;李昭阳;卞建民;闫钰;;基于SWAT模型的大伙房水库汇水区径流与泥沙模拟[J];水土保持研究;2012年02期

中国重要会议论文全文数据库 前6条

1 王林;陈兴伟;;SWAT模型及其在晋江西溪流域径流模拟的应用[A];科学规划与用水安全——福建省科协第六届学术年会水利分会论文集[C];2006年

2 李昱;张弛;周惠成;沈必成;;SWAT模型在土地利用变化对径流影响研究中的应用[A];中国原水论坛专辑[C];2010年

3 马京津;朱静;;基于SWAT模型的潮白河流域水资源对气候变化的响应[A];创新驱动发展 提高气象灾害防御能力——S16第二届城市气象论坛——灾害·环境·影响·应对[C];2013年

4 王苗;刘敏;夏智宏;;基于SWAT模型的洪湖流域供水资源模拟研究[A];第31届中国气象学会年会S10 第四届气象服务发展论坛——提高水文气象防灾减灾水平，推动气象服务社会化发展[C];2014年

5 夏智宏;周月华;许红梅;;基于SWAT模型的汉江流域径流模拟[A];2008年湖北省气象学会学术年会学术论文详细文摘汇集[C];2008年

6 李英;彭少麟;陈宝明;;基于SWAT模型预测气温变化对珠江河口水环境的影响[A];联合国开发计划署UNDP/全球环境基金GEF/小额赠款项目SGP“湛江特呈岛滨海湿地保护与可持续发展利用示范”项目论文成果汇编[C];2011年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 史晓亮;基于SWAT模型的滦河流域分布式水文模拟与干旱评价方法研究[D];中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所);2013年

2 张徐杰;气候变化下基于SWAT模型的钱塘江流域水文过程研究[D];浙江大学;2015年

3 方玉杰;基于SWAT模型的赣江流域水环境模拟及总量控制研究[D];南昌大学;2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王琼;基于SWAT模型的小清河流域氮磷污染负荷核算及总量控制[D];中国科学院烟台海岸带研究所;2015年

2 董阳;SWAT模型径流模拟在黄河石嘴山站以上流域的应用[D];兰州大学;2015年

3 李胜坤;基于SWAT模型的潮河流域径流模拟[D];华中师范大学;2015年

4 王艺璇;基于SWAT模型的不同类型干旱指标关系分析及预测[D];郑州大学;2014年

5 孟翠翠;基于SWAT模型的黄水河流域非点源污染模拟研究[D];郑州大学;2010年

6 楚贝;基于SWAT模型的涟水上游流域非点源污染模拟研究[D];长沙理工大学;2012年

7 蔡孟林;SWAT模型在茫溪河流域非点源污染研究中的应用[D];西南交通大学;2013年

8 李丹;基于SWAT模型安吉县非点源污染模拟[D];浙江大学;2012年

9 任曼丽;基于SWAT模型的艾比湖流域径流模拟[D];新疆大学;2013年

10 胡胜;基于SWAT模型的北洛河流域生态水文过程模拟与预测研究[D];西北大学;2015年

  本文关键词：SWAT模型径流模拟在黄河石嘴山站以上流域的应用，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：364962