【摘要】：隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市化建設(shè)面積也來越大,很大程度上改變了土地的下墊面,從而破壞了自然狀態(tài)的水文循環(huán),導(dǎo)致我國災(zāi)害不斷加大。模型模擬是研究水文循環(huán)的重要途徑,但是由于水文過程的復(fù)雜性、水文數(shù)據(jù)的誤差以及模型結(jié)構(gòu)的不完善等,給水文模型參數(shù)率定及水文預(yù)報(bào)帶來很大的不確定,從而影響了模擬結(jié)果的精度。因此,深入系統(tǒng)地開展分布式流域水文模擬和模型參數(shù)不確定性分析的研究,對(duì)水旱災(zāi)害防控及水資源的調(diào)控分配等方面都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和科學(xué)價(jià)值。基于此,本文以目前應(yīng)用較為廣泛的SWAT模型為研究對(duì)象,以香屯流域?yàn)槔?針對(duì)SWAT水文模型對(duì)徑流模擬過程中參數(shù)的不確定性問題進(jìn)行研究。通過收集土地利用、土壤以及氣象數(shù)據(jù)構(gòu)建研究區(qū)SWAT模型數(shù)據(jù)庫,對(duì)研究區(qū)日徑流進(jìn)行模擬,并使用SUFI-2方法對(duì)參數(shù)的不確定性進(jìn)行分析。運(yùn)用迭代方法對(duì)參數(shù)區(qū)間進(jìn)行處理,對(duì)比分析先驗(yàn)區(qū)間于后驗(yàn)區(qū)間的方差,并分析變化的參數(shù)區(qū)間對(duì)模擬效果的影響;根據(jù)“異參同效”性,使用500組參數(shù)值分別對(duì)2008-2010徑流進(jìn)行驗(yàn)證,運(yùn)用區(qū)間概率峰值的方法,做模型模擬,選取驗(yàn)證期每年5-6月豐水月為觀察對(duì)象,對(duì)比最優(yōu)參數(shù)組和區(qū)間概率峰值模擬值與實(shí)際徑流的關(guān)系。主要的結(jié)論如下:(1)通過參數(shù)的敏感性分析以及查閱研究區(qū)的物理特性,篩選出對(duì)研究區(qū)徑流模擬結(jié)果影響較大的敏感參數(shù)。本文主要選取了SCS徑流曲線系數(shù)(r_CN2)、河道曼寧系數(shù)(v_CH_N2)、地下水再蒸發(fā)系數(shù)(v_GW_REVAP)、土壤蒸發(fā)補(bǔ)償系數(shù)(v_ESCO)、土壤可利用水量(r_SOL_AWC)、淺層地下水徑流系數(shù)(v_GWQMN)、主河道水力傳導(dǎo)率(v_CH_K2)、淺層地下水可蒸發(fā)系數(shù)(v_REVAPMN)、和基流系數(shù)α(v_ALPHA_BF)等九個(gè)參數(shù)。(2)通過模擬發(fā)現(xiàn)參數(shù)v_CH_N2、v_CH_K2和v_ALPHA_BF對(duì)模擬的不確定性影響較大,分析三種參數(shù)的分布情況,定義模型模擬后的建議區(qū)間為先驗(yàn)區(qū)間,Bootstrap邊緣概率分布轉(zhuǎn)化后的區(qū)間為后驗(yàn)區(qū)間,對(duì)比研究區(qū)日徑流模擬,結(jié)果表明,率定期先驗(yàn)區(qū)間最優(yōu)參數(shù)組模擬的R~2=0.85,效率系數(shù)E_(ns)=0.83;后驗(yàn)區(qū)間最優(yōu)參數(shù)組模擬的R~2=0.90,效率系數(shù)E_(ns)=0.85。由此可見,后驗(yàn)參數(shù)區(qū)間的模擬率定效果較更好一些。驗(yàn)證期后驗(yàn)區(qū)間概率峰值法模擬與驗(yàn)證期后驗(yàn)區(qū)間最佳參數(shù)組模擬效果對(duì)比發(fā)現(xiàn)驗(yàn)證期后驗(yàn)區(qū)間概率峰值法模擬的相關(guān)系數(shù)R~2=0.83,納什效率系數(shù)E_(ns)=0.80,后驗(yàn)區(qū)間驗(yàn)證期的R~2=0.80,納什效率系數(shù)E_(ns)=0.78,說明通過概率峰值方法模擬的效果更好一些。(3)使用500組參數(shù)組合一一對(duì)2008至2010日徑流進(jìn)行模擬驗(yàn)證,每天可以得到500個(gè)模擬徑流數(shù)值,對(duì)每天的模擬徑流值做區(qū)間分布分析,使用區(qū)間概率峰值做為當(dāng)天的徑流模擬值,計(jì)算納什效率系數(shù)以及相關(guān)系數(shù),對(duì)比發(fā)現(xiàn)區(qū)間概率峰值的模擬效果更好。然后和抽取的每年5月到6月豐水月份的實(shí)測(cè)日徑流量,對(duì)比最優(yōu)參數(shù)組和區(qū)間概率峰值模擬值與實(shí)際徑流的關(guān)系。結(jié)果表明,使用區(qū)間概率峰值方法的模擬效果較最優(yōu)參數(shù)組法更好一些,后驗(yàn)區(qū)間概率峰值法較先驗(yàn)區(qū)間概率峰值模擬效果好。(4)使用SUFI-2方法進(jìn)行不確定性分析。對(duì)比研究區(qū)先驗(yàn)區(qū)間和后驗(yàn)區(qū)間的日徑流模擬情況發(fā)現(xiàn),在P因子接近的情況下,后驗(yàn)區(qū)間的R因子更小一些,說明后驗(yàn)區(qū)間的不確定性更小。
【圖文】：

城市內(nèi)澇圖

圖 2.1 研究區(qū)概況圖Fig 2.1 General map of the study area征為年平均氣溫是 17.2℃，年平均降雨量 1853 ，有 31 萬的人口居民。率高達(dá) 75.1%，有 749 萬立方米活立木總蓄積量，林地資源多屬天然次生。研究區(qū)樹木多以油茶大森林類型，主要是由于受海拔高、山地土壤、種有 50 大類，200 多種，其中油茶、油桐、烏柏有華東黃松、黃山松、南方鐵杉、水松、紅花油最大、分布最廣是紅壤土。研究區(qū)內(nèi)的土壤類型型，根據(jù)紅壤的發(fā)育程度和主要性狀，大致可劃亞類，，研究區(qū)主要以紅壤和山地黃紅壤為主。
【學(xué)位授予單位】：南昌工程學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P333

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2588820