泾河上游区SWAT模型径流模拟与参数移植方法研究

发布时间：2017-07-01 09:10

  本文关键词：泾河上游区SWAT模型径流模拟与参数移植方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：径流模拟对流域水情预报和水资源合理利用具有重要的理论意义和实用价值。论文应用1980~1990年11年的水文气象资料、80年代末的土地利用数据及土壤等数据,分别构建了泾河上游区、lm河子流域以及三水河子流域的SWAT模型,并进行模型参数相关研究,得出以下主要结果:(1)在泾河上游区,分析了洼地填充与划分河网时阈值确定的规律与方法,研究得出河网密度随集水面积的增大逐渐趋于稳定;分析了子流域划分对径流模拟的影响,得出当雨量站在最大程度分布到子流域中时,可以提高模型精度,使模拟结果更加可靠。(2)利用SWAT-CUP自带敏感性参数分析方法,在泾河上游区和三水河子流域分别筛选出了对径流模拟影响较大的参数;并利用基于SUFI-2算法、PSO算法、GLUE算法、SCE-UA算法的SWAT-CUP中的自动校准方法对泾河上游区参数进行校准,综合评价SUFI-2算法的模拟效果比较稳定,参数校准后泾河上游区校准期的ENS与R2达到了0.864、0.805,验证期达到了0.69、0.673,lm河子流域校准期的ENS与R2达到了0.825、0.796,验证期达到了0.687、0.526,模拟结果良好,表明基于SUFI-2方法的自动校准方法在黄土高原流域具有较好的适用性。(3)以三水河子流域为例,在参数校准过程中对比分析了人工校准与SWAT-CUP自动校准的优势与劣势,同时总结了参数校准工作的规律与技巧,结果表明SUFI-2自动校准方法的准确性和速度均优于手动校准,对于水情预测分析的时效性有着较为明显的优势。(4)为解决无资料流域的径流预报问题,探索了SWAT模型的参数移植方法,分别计算了泾河上游区、lm河子流域与三水河子流域的地形、降雨等方面的相似性,研究了子流域之间的水文相似度,分析了不同水文相似度下子流域之间的移植效果,初步得出了当流域水文相似度较高时可进行SWAT模型参数移植。为了保证模型参数移植的准确性,提高模型精度,今后还需进一步研究水文相似度阈值。
【关键词】：SWAT模型 泾河上游区 径流模拟 参数校准 参数移植
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P333
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 研究背景与意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-16
• 1.2.1 分布式水文模型研究概况12-13
• 1.2.2 SWAT模型研究现状13-16
• 1.3 研究内容路线16-18
• 1.3.1 研究内容16-17
• 1.3.2 研究路线17-18
• 第二章 SWAT模型原理与流域数据库的构建方法18-45
• 2.1 研究区概况18-22
• 2.1.1 地理位置18-19
• 2.1.2 地形地貌19-20
• 2.1.3 气象水文20
• 2.1.4 植被土壤20-21
• 2.1.5 社会经济21-22
• 2.2 SWAT模型原理22-26
• 2.2.1 SWAT模型结构22
• 2.2.2 水文循环部分22-23
• 2.2.3 产水模块23-25
• 2.2.4 天气发生器25-26
• 2.3 流域数据库的构建26-45
• 2.3.1 空间数据库26-31
• 2.3.2 属性数据库31-45
• 第三章 泾河上游区SWAT模型的构建与验证45-58
• 3.1 模型构建45-49
• 3.1.1 子流域划分45-47
• 3.1.2 HRU的划分47-49
• 3.1.3 气象数据的输入49
• 3.1.4 入水口资料输入49
• 3.2 参数敏感性分析与分布式参数计算方法49-53
• 3.2.1 参数敏感性分析方法50-53
• 3.2.2 分布式参数计算方法53
• 3.3 参数校准53-58
• 3.3.1 校准指标53-54
• 3.3.2 校准方案54-55
• 3.3.3 校准结果分析55-58
• 第四章 三水河子流域模型参数校准方法的比较58-68
• 4.1 自动校准方法对比58-60
• 4.1.1 SUFI 2 算法58
• 4.1.2 GLUE算法58-59
• 4.1.3 PSO算法59-60
• 4.1.4 Parasol算法60
• 4.2 人工与自动校准对比60-68
• 4.2.1 模型建立60-61
• 4.2.2 人工校准61-64
• 4.2.3 SUFI 2 自动校准64-67
• 4.2.4 对比与小结67-68
• 第五章 模型参数移植方法研究68-75
• 5.1 流域水文相似度评价指标68-70
• 5.1.1 参数移植的基本方法68
• 5.1.2 水文相似度的计算方法68-70
• 5.1.3 相似权重的确定方法70
• 5.2 不同水文相似度子流域之间的模型参数移植与效果分析70-75
• 5.2.1 泾河上游区——三水河参数移植71-72
• 5.2.2 lm河——三水河参数移植72-74
• 5.2.3 移植效果与流域水文相似度关系的分析与讨论74-75
• 第六章 结论与展望75-77
• 6.1 主要结论75-76
• 6.2 结论和需要进一步研究的问题76-77
• 参考文献77-81
• 致谢81-82
• 作者简介82

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本文编号：505317