流域水文模拟的自动参数化:SWAT2005在香溪河的应用

流域的空间异质性和水文过程的复杂性增加了基于物理过程的分布式水文模型的参数化、校准和验证过程的难度。SWAT是具有很强的水文物理机制的分布式流域水文模型。SWAT的2005版本(SWAT2005)包含了一个参数敏感性分析和自动参数化的模块,用以模型的参数优化。本研究以位于长江三峡大坝坝首的香溪河流域为例,评估了SWAT2005参数敏感性分析和自动参数化对径流模拟的效果。模型的率定期和验证期分别为1970-1974年和1976-1986年。根据率定期香溪河流域兴山水文站的月径流观测值,对SWAT2005预先设定的27个参数进行敏感性排序,选择了CN2,CANMX,CH_K2,ESCO,SURLAG,BIOMIX和ALPHA_BF7个较为敏感的参数对模型进行了自动参数化以获得最优参数值。根据最优参数值模拟了率定期和验证期兴山水文站的月径流量,并与实际观测值进行了对比评估。率定期和验证期兴山水文站月径流量的观测和模拟的平均值和标准差都较为接近,在率定期和验证期确定性系数R2为0.80,Nash-Suttclife效率系数Ens分别为0.70和0.77。评估结果表明,SWAT2005的参数敏感性分析和自动参数化功能在香溪河流域径流模拟的自动参数化过程中效果很好,其他流域利用SWAT开展水文模拟时可以考虑利用SWAT2005的自动参数化功能。

SWAT模型参数敏感性分析与自动率定的重要性研究——以玛纳斯河径流模拟为例

介绍了SWAT2005模型参数敏感性分析和自动率定模块的原理,并在新疆玛纳斯河流域中进行应用,通过敏感性分析及参数率定前后的结果对比,证明该模块对模型应用的重要性。根据LH-OAT敏感性分析法,辨析出影响玛纳斯河流域径流模拟结果精度的主要参数因子:积雪温度滞后因子(Timp)和基流回退系数(Alpha_Bf)。根据SCE参数自动率定法,确定出对径流模拟结果影响较大的11个参数值,并采用连续5年的实测日径流数据对模型进行了验证。结果表明:模型对日流量模拟的相对误差在模型校准期和验证期均小于20%,相关系数R2高于0.8,Nash-Suttcliffe系数Ens高于0.7,SWAT模型在玛纳斯河流域产流的模拟结果良好,值得进一步推广。