SWAT模型参数自动校准方法对比及适用性研究——以泾河中上游地区为例

应用SWAT 2012模拟泾河中上游流域的月径流量,并结合SWAT-CUP中的Parasol、SUFI-2、GLUE和PSO等4种参数优化算法对模型参数校准,并进行对比及适用性分析。结果表明:4种算法均能满足模拟精度要求,月径流模拟纳什系数(NS)和决定系数(R2)均在0.6以上,且GLUE和SUFI-2算法参数优化后模型模拟精度更高。GLUE算法优化后模型在校准期NS和R2分别为0.84和0.76,验证期为0.85和0.78;SUFI-2算法优化后模型在校准期NS和R2分别为0.81和0.67,验证期为0.86和0.70。如果条件允许,GLUE算法更适合较复杂的流域;SUFI-2算法可以缩短优化时间,但精度略低,因此更适合径流变化情况相对简单的流域。Parasol算法和PSO算法模拟历时长,精度较低,不适用于本流域参数优化,但PSO算法对于双峰径流模拟效果较好,较适用于有春汛出现的地区。

DEM分辨率对葫芦河流域径流模拟的影响

选取北洛河支流葫芦河张村驿水文站以上控制区域为研究区域,基于ASTER GDEM V2 30 m DEM数据与张村驿水文站1980—1990年实测流量数据,建立流域月尺度的SWAT水文模型,并评价了模型在该流域的适用性,分析了DEM分辨率对流域水文地形特征提取与径流模拟的影响。结果表明:建立的SWAT模型可以用于研究区域的径流模拟;DEM分辨率对坡度、面积、子流域划分影响较大,对高程提取影响较小;不同分辨率的DEM数据对径流的模拟结果不同,其中120~150 m分辨率模型模拟结果较优,DEM分辨率为150~1 000 m时,模拟结果可满足精度要求但存在一定偏差;各模型均存在低估流量值的现象。

基于SWAT模型的合理亚流域划分和径流模拟

以葫芦河流域为研究对象,建立2006-2012年流域月尺度SWAT模型,探究不同亚流域划分下模型对流域径流、泥沙、营养物的响应情况,确定流域亚流域划分水平,并在此基础上进行月尺度的径流模拟,验证其适用性。结果表明:(1)径流与硝氮的变化幅度相差不大,7个亚流域划分后相对误差均小于10%,泥沙与有机氮、有机磷、氨氮、总氮、总磷的变化趋势基本一致,通过分析确定葫芦河流域合理的亚流域划分水平为37个左右;(2)通过PSO算法得到合理亚流域划分下模型的月径流模型可以用于葫芦河流域的SWAT模型径流模拟,其率定期和验证期的R^2值依次为0.84和0.81,Ens值依次为0.76和0.62,模拟效果理想。研究结果可为葫芦河流域进一步的水文模拟研究提供有效的参考依据。