摘要：为定量分析马莲河流域水沙时空变化特征及其对人类活动的响应,文章构建swat分布式水文模型,对流域出口水文站雨落萍站2006—2019年的逐月径流量与输沙量进行模拟,模型验证期R^(2)和NS均满足模型精度要求。在此基础上,对马莲河流域模拟期的降水量、蒸散发、径流深与泥沙负荷的分布格局进行分析,发现流域下游干流处是主要的产流产沙区,且流域月累计降水、月径流量与月输沙量之间响应较好。分析人类活动对水沙变化的影响,土地利用类型中耕地的减少与草地面积的增加以及淤地坝建设对流域减水减沙等水保效益具有显著效果。

摘要：生态环境问题受到了日益广泛的关注,生态恢复也在各地蓬勃开展,但生态恢复工程的开展迫切需要相关理论研究的指导。采用假定生态恢复情景的方法,在遥感和地理信息系统的支持下,利用分布式水文模型swat(Soil and Water Assessment Tool)对陇西黄土高原的典型流域——华家岭南河流域进行了多种生态恢复情景模型的设计,并模拟了不同生态恢复情景下径流和蒸散发的响应情况。得出:在南河流域草地比森林植被涵养水源的作用更强,模拟年均径流深比林地低9.1%,而蒸散发却高2.2%,所以南河流域生态恢复过程中种草是十分必要的。结果同时表明,应用swat模型进行流域尺度的生态恢复水文响应研究是可行高效的。

摘要：模型评估验证是模型开发和应用过程中的重要环节,是管控模型应用于管理决策风险的重要手段.近年来,以swat模型为代表的流域水环境模型在我国流域水环境管理中得到广泛应用,但模型评估验证过程尚缺乏规范性指导.结合swat模型建模过程和模型评估验证的基本步骤,梳理总结swat模型评估验证过程的评价方法,针对确定研究或决策目标、获取输入数据、构建模型、模型率定验证、展示模型结果等5个阶段分别设计评价指标.筛选中国知网收录的2015—2017年发表的以swat模型为主题的428篇学术论文作为研究对象,评价现有研究的模型评估验证过程,分析我国swat模型评估验证的现状以及存在的问题和不足.评价结果表明,我国现有的swat模型应用研究总体比较重视模型评估验证过程,能够清晰定义研究区域、建模目标和期望产出,说明输入数据来源和质量以及模型概化、参数灵敏度分析、参数识别、不确定性分析的方法和结果,模型模拟效果较好.但是,针对swat模型评估验证方法的研究较少,在模型参数识别方面还存在参数选取未考虑研究区域特征、参数识别结果不合理等问题.建议在swat模型应用研究中关注参数灵敏度分析和参数识别,结合研究区域特征建立本地化应用数据库,加强模型评估验证方法研究.当模型应用于流域水环境管理决策时,应完整地开展模型评估验证,并分析模型不确定性对决策的影响.

摘要：变化环境下洪水序列的一致性遭到破坏,引发基于统计原理计算的设计洪水可靠性下降,亟需开展非一致性条件下的设计洪水修订研究.以淮河上游流域为研究区域,运用Pettitt检验法和滑动t检验法综合检测年最大洪峰流量序列突变点,在此基础上,采用swat分布式水文模型对变异前的洪峰与洪量序列进行还现,利用径流深的模拟结果修订设计洪水,并对修订后的洪水序列进行频率分析.结果表明:(1)淮河上游息县和淮滨站年最大洪峰流量呈现不显著的减小趋势,王家坝站则表现出不显著增加趋势,1991年为各站年最大洪峰流量序列的突变点;(2)3个水文站率定期和验证期的确定性系数(R^(2))和Nash-Sutcliffe效率系数(NSE)均满足适用性要求,其中流域出口王家坝站率定期R^(2)、NSE分别为0.77和0.79、验证期分别为0.72和0.74,模拟精度较高;(3)淮河上游流域洪水设计值较修订前略有减小,其中,洪峰流量减小幅度平均值在3.3%~6.1%之间,淮滨站的减小幅度最大;不同时段洪量的减小幅度平均值在1.4%~2.7%之间,整体修订幅度小于洪峰流量的修订幅度,并且洪量的时段越长,修订幅度越小;随着重现期的增大,各洪水指标的修订幅度逐渐减小.本研究对于变化环境下的淮河流域水利工程规划和防洪减灾具有重要意义.

摘要：根据房山区的基础数据,结合swat模型自带的数据库,建立研究区的属性数据库,构建房山区swat模型。运用swat模型对2020年及2030年在不同管理措施下的情景方案进行模拟,结果显示:在设定的8种情景方案中,考虑节水灌溉措施下的农业灌溉定额管理,采用现状灌溉定额;调整农业种植结构适当减少耗水量比较大的旱作粮食、露天菜田,增加耗水量比较小的林地、设施农业、干鲜果等使种植结构优化;逐步减少地下水超采这3种因素下模拟的蒸腾蒸发值(ET)与目标ET值最接近。即在此方案设定的水资源规划管理模式下,可遏制房山区水资源的过量损耗,终止地下水的过度开采,最终实现流域的可持续发展。该研究可为房山区水资源管理提供重要的依据。

摘要：为解决地形复杂区域因无法及时获取数据而影响旱灾监测的问题,该研究以湖北省清江流域中上游为例,基于具有较强物理机制的分布式水文模型(soil and water assessment tool,swat),建立作物水分亏缺指数进行农业旱情监测,其中,利用该流域的土地覆被、土壤、地形、气象以及2003-2005年和2007-2010年水文观测数据构建了流域swat模型,模拟作物水分亏缺指数的有关参量,包括潜在蒸散量和降水量。研究结果表明:1)swat模型模拟的潜在蒸散量与气象数据计算得到的潜在蒸散量拟合相关度达到97%以上;2)与标准化降水指数监测结果进行对比,基于swat模型建立的作物水分亏缺指数能够从机理方面客观反映监测区域作物生长期的受旱程度,有效实现了流域尺度的旱灾监测,克服了复杂地形区利用少数气象站点建立气象干旱指标评价旱情的局限性。该研究可为复杂地形区旱灾评估提供可行途径。

摘要：为评估北江流域生态径流调节效果并分析径流调节量的时空变化,基于swat模型,考虑气象、水文、下垫面等因素,模拟北江流域水文过程,分别计算1980、2000、2015年的植被生态系统对径流的调节量及其经济价值。结果表明:2015年土地利用情况下,生态系统对北江流域的多年平均年调节径流深为-141.2 mm,调节比例为-12.2%,调节价值量为396.2亿元;丰水期的调节径流深为枯水期1.8倍,调节比例小于枯水期,而且丰水期的调节量主要集中在前汛期。流域上游的调节径流深比下游大,2000年与2015年北江流域调节径流深空间分布基本一致,但由于植被覆盖减少、建设用地扩张,北江流域径流调节量减少0.82亿m3,调节价值量降低5.85亿元。

摘要：随着我国城市区域污水收集、截污系统的完善与水质净化厂出水标准的提高,点源污染逐步得到控制,城市面源污染对河流水质的影响越来越凸显。针对当前城市内河流集水区域城市面源污染负荷难以量化、对水体水质影响效应难以解析等问题,以深圳市观澜河流域为研究对象,通过对流域的现场勘察调研与地表累积物采样研究,来修正流域土地利用类型数据与swat模型的城镇数据库,构建流域城市面源污染评价模型。结果表明:swat模型城镇数据库中地表沉积物最大累积量(DIRTMX)、地表沉积物中总氮含量(TNCONC)、地表灰尘累积半饱和时长(TNALF)与地表灰尘总磷含量(TPCONC)对TN与TP负荷的模拟最为敏感;建立的swat模型对观澜河流域径流量、TP与TN模拟验证期的纳什效率系数(ENS)分别为0.79、0.7、0.67,决定系数(R2)分别为0.81、0.77、0.81,模型拟合结果较好。应用swat模型分析了2018年观澜河流域TN和TP的城市面源污染时空分布特征:TN和TP输出最高值为13.31~14.91 t·km^-2和1.69~1.86 t·km^-2;8月份观澜河流域降雨径流污染最为严重,TN和TP负荷分别为2.15 t·km^-2与0.24 t·km^-2。上述评估结果可为区域城市面源污染的负荷量化与影响效应评估提供参考。

摘要：参数率定是水文模拟的重要环节,也是分布式模型研究中的难点问题。寻求一种收敛速度快、精度较高的参数率定方法,对提高模拟精度具有重要的意义。LGCPSO算法是一种可以更加有效地搜索全局最优解的优化方法,但使用过程中无法考虑参数的物理意义,参数取值可能不符合流域实际情况。本研究以西营河为例,采用人工试错法与LGCPSO算法联合率定swat模型参数,模拟流域的月径流过程和日径流过程。结果表明:人机联合优化方法和SCEUA算法计算得到效率系数Ens、相关系数R2和相对误差Re的结果接近,率定结果较稳定;采用人机联合优化方法率定参数后,月径流模拟过程的Ens和R2可达到0.8以上,日径流模拟过程的Ens和R2达到0.6以上,且模拟结果能较好地反映径流的实际变化趋势。因此,这种人机联合优化的率定方法具有一定的推广价值。

摘要：基于集合卡尔曼滤波(EnKF)法,在合理量化模型模拟和径流观测误差、有效处理模型参数演变及过拟合问题的基础上,以淮河上游淮滨水文站以上流域为研究区,构建了基于径流数据同化的swat分布式水文模型参数优化方案,就站点实测径流数据同化对模型参数的优化效果进行了评估。结果显示,数据同化过程中,被更新的模型参数集合逐渐收敛并趋于稳定,基于稳定后的参数获得的模拟径流与实测径流过程接近,流域出口径流模拟的纳什效率系数可达0.88,说明基于EnKF法的径流数据同化对swat模型参数具有一定的优化估计能力,且采用数据同化方式进行模型参数率定具有一定的可行性。