涇河上游區(qū)SWAT模型徑流模擬與參數(shù)移植方法研究
本文關(guān)鍵詞:涇河上游區(qū)SWAT模型徑流模擬與參數(shù)移植方法研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:徑流模擬對(duì)流域水情預(yù)報(bào)和水資源合理利用具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。論文應(yīng)用1980~1990年11年的水文氣象資料、80年代末的土地利用數(shù)據(jù)及土壤等數(shù)據(jù),分別構(gòu)建了涇河上游區(qū)、lm河子流域以及三水河子流域的SWAT模型,并進(jìn)行模型參數(shù)相關(guān)研究,得出以下主要結(jié)果:(1)在涇河上游區(qū),分析了洼地填充與劃分河網(wǎng)時(shí)閾值確定的規(guī)律與方法,研究得出河網(wǎng)密度隨集水面積的增大逐漸趨于穩(wěn)定;分析了子流域劃分對(duì)徑流模擬的影響,得出當(dāng)雨量站在最大程度分布到子流域中時(shí),可以提高模型精度,使模擬結(jié)果更加可靠。(2)利用SWAT-CUP自帶敏感性參數(shù)分析方法,在涇河上游區(qū)和三水河子流域分別篩選出了對(duì)徑流模擬影響較大的參數(shù);并利用基于SUFI-2算法、PSO算法、GLUE算法、SCE-UA算法的SWAT-CUP中的自動(dòng)校準(zhǔn)方法對(duì)涇河上游區(qū)參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn),綜合評(píng)價(jià)SUFI-2算法的模擬效果比較穩(wěn)定,參數(shù)校準(zhǔn)后涇河上游區(qū)校準(zhǔn)期的ENS與R2達(dá)到了0.864、0.805,驗(yàn)證期達(dá)到了0.69、0.673,lm河子流域校準(zhǔn)期的ENS與R2達(dá)到了0.825、0.796,驗(yàn)證期達(dá)到了0.687、0.526,模擬結(jié)果良好,表明基于SUFI-2方法的自動(dòng)校準(zhǔn)方法在黃土高原流域具有較好的適用性。(3)以三水河子流域?yàn)槔?在參數(shù)校準(zhǔn)過程中對(duì)比分析了人工校準(zhǔn)與SWAT-CUP自動(dòng)校準(zhǔn)的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì),同時(shí)總結(jié)了參數(shù)校準(zhǔn)工作的規(guī)律與技巧,結(jié)果表明SUFI-2自動(dòng)校準(zhǔn)方法的準(zhǔn)確性和速度均優(yōu)于手動(dòng)校準(zhǔn),對(duì)于水情預(yù)測(cè)分析的時(shí)效性有著較為明顯的優(yōu)勢(shì)。(4)為解決無(wú)資料流域的徑流預(yù)報(bào)問題,探索了SWAT模型的參數(shù)移植方法,分別計(jì)算了涇河上游區(qū)、lm河子流域與三水河子流域的地形、降雨等方面的相似性,研究了子流域之間的水文相似度,分析了不同水文相似度下子流域之間的移植效果,初步得出了當(dāng)流域水文相似度較高時(shí)可進(jìn)行SWAT模型參數(shù)移植。為了保證模型參數(shù)移植的準(zhǔn)確性,提高模型精度,今后還需進(jìn)一步研究水文相似度閾值。
【關(guān)鍵詞】:SWAT模型 涇河上游區(qū) 徑流模擬 參數(shù)校準(zhǔn) 參數(shù)移植
【學(xué)位授予單位】:西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:P333
【目錄】:
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-11
- 第一章 緒論11-18
- 1.1 研究背景與意義11-12
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
- 1.2.1 分布式水文模型研究概況12-13
- 1.2.2 SWAT模型研究現(xiàn)狀13-16
- 1.3 研究?jī)?nèi)容路線16-18
- 1.3.1 研究?jī)?nèi)容16-17
- 1.3.2 研究路線17-18
- 第二章 SWAT模型原理與流域數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建方法18-45
- 2.1 研究區(qū)概況18-22
- 2.1.1 地理位置18-19
- 2.1.2 地形地貌19-20
- 2.1.3 氣象水文20
- 2.1.4 植被土壤20-21
- 2.1.5 社會(huì)經(jīng)濟(jì)21-22
- 2.2 SWAT模型原理22-26
- 2.2.1 SWAT模型結(jié)構(gòu)22
- 2.2.2 水文循環(huán)部分22-23
- 2.2.3 產(chǎn)水模塊23-25
- 2.2.4 天氣發(fā)生器25-26
- 2.3 流域數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建26-45
- 2.3.1 空間數(shù)據(jù)庫(kù)26-31
- 2.3.2 屬性數(shù)據(jù)庫(kù)31-45
- 第三章 涇河上游區(qū)SWAT模型的構(gòu)建與驗(yàn)證45-58
- 3.1 模型構(gòu)建45-49
- 3.1.1 子流域劃分45-47
- 3.1.2 HRU的劃分47-49
- 3.1.3 氣象數(shù)據(jù)的輸入49
- 3.1.4 入水口資料輸入49
- 3.2 參數(shù)敏感性分析與分布式參數(shù)計(jì)算方法49-53
- 3.2.1 參數(shù)敏感性分析方法50-53
- 3.2.2 分布式參數(shù)計(jì)算方法53
- 3.3 參數(shù)校準(zhǔn)53-58
- 3.3.1 校準(zhǔn)指標(biāo)53-54
- 3.3.2 校準(zhǔn)方案54-55
- 3.3.3 校準(zhǔn)結(jié)果分析55-58
- 第四章 三水河子流域模型參數(shù)校準(zhǔn)方法的比較58-68
- 4.1 自動(dòng)校準(zhǔn)方法對(duì)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 人工與自動(dòng)校準(zhǔn)對(duì)比60-68
- 4.2.1 模型建立60-61
- 4.2.2 人工校準(zhǔn)61-64
- 4.2.3 SUFI 2 自動(dòng)校準(zhǔn)64-67
- 4.2.4 對(duì)比與小結(jié)67-68
- 第五章 模型參數(shù)移植方法研究68-75
- 5.1 流域水文相似度評(píng)價(jià)指標(biāo)68-70
- 5.1.1 參數(shù)移植的基本方法68
- 5.1.2 水文相似度的計(jì)算方法68-70
- 5.1.3 相似權(quán)重的確定方法70
- 5.2 不同水文相似度子流域之間的模型參數(shù)移植與效果分析70-75
- 5.2.1 涇河上游區(qū)——三水河參數(shù)移植71-72
- 5.2.2 lm河——三水河參數(shù)移植72-74
- 5.2.3 移植效果與流域水文相似度關(guān)系的分析與討論74-75
- 第六章 結(jié)論與展望75-77
- 6.1 主要結(jié)論75-76
- 6.2 結(jié)論和需要進(jìn)一步研究的問題76-77
- 參考文獻(xiàn)77-81
- 致謝81-82
- 作者簡(jiǎn)介82
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