基于ECMWF降雨资料和SWAT模型耦合的径流模拟研究

来源 :华北水利水电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhuluzy
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随着经济发展、人口膨胀、社会生活水平的提高,人类对水资源的需求量日益增多,同时,水污染现象愈加严重,可用水资源量逐渐减少,人与水资源矛盾加剧,这些均不利于水资源的可持续发展。径流预报对流域的水文现状、水资源现状、合理利用水资源,以及改善流域生态环境和经济问题具有重要意义。为了提高径流预报精度、延长径流预报预见期,本研究使用世界气象组织(WMO)发布的欧洲中期天气预报中心(ECMWF)降雨集合产品,在模型校准、验证的基础上,对洪安涧河流域进行未来10d的径流预报。本论文取得的成果有:(1)本研究对分布式水文模型、SWAT模型的国内外研究现状和SWAT模型目前存在的问题进行总结。然后选取东庄水文站上游洪安涧河流域作为研究区,选用SWAT分布式水文模型进行径流模拟。根据洪安涧河流域的DEM图、土地利用图、土壤类型图等空间数据和土壤类型数据、土地利用数据、气象数据和水文资料等属性数据建立该流域的SWAT数据库和索引表。通过DEM地形分析、提取水系、设置阈值,完成子流域划分和水文响应单元生成。(2)对SWAT模型参数进行敏感性分析,采用东庄水文站上游1972年~1981年实测径流资料对模型校准,采用1982年~1991年实测径流资料进行模型验证。结果表明,月径流模拟中,校准期和验证期的相对误差Re均低于-0.10,决定系数R2均大于0.8,效率系数ENS均大于0.7。在日径流模拟中,校准期和验证期的相对误差Re均低于-0.10,决定系数R2均大于0.6,效率系数ENS均大于0.5。SWAT模型对月、日径流的模拟均达到了满意的效果。(3)选用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)发布的降雨集合预报信息建立径流集合预报模型。首先利用TS评分和BS评分对ECMWF进行数据检验,综合评价降雨集合预报数据的效果。再根据降雨等级判断降雨集合预报数据的精度,分析数据在径流预报中的适用性。将检验过的ECMWF的未来10d降雨集合预报数据加载到SWAT模型,进行径流集合预报。结果表明:集合预报总体效果较好,但随着时间延长,径流集合预报出现偏大的现象和发散的趋势。
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