基于分布式水文模型SW AT的缺資料地區(qū)水資源評價方法

梁犁麗，龔家國，冶運(yùn)濤，徐海卿

（1.中國水利水電科學(xué)研究院北京中水科水電科技開發(fā)有限公司，北京100038；2.中國水利水電科學(xué)研究院流域水循環(huán)模擬與調(diào)控國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100038）

基于分布式水文模型SW AT的缺資料地區(qū)水資源評價方法

梁犁麗1，龔家國2，冶運(yùn)濤2，徐海卿1

（1.中國水利水電科學(xué)研究院北京中水科水電科技開發(fā)有限公司，北京100038；2.中國水利水電科學(xué)研究院流域水循環(huán)模擬與調(diào)控國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100038）

氣候變化和人類活動對流域水資源演變的影響程度不斷加劇，對傳統(tǒng)水資源評價技術(shù)方法提出了挑戰(zhàn)。針對變化環(huán)境下缺資料地區(qū)傳統(tǒng)水資源評價方法水量“還原”失真、水質(zhì)水量評價分離、地下水和地表水評價分離等問題，本文采用了基于分布式水文模型SWAT的水資源評價方法，探討了其評價原理、關(guān)鍵步驟和在缺資料地區(qū)的適用性等，并以西北內(nèi)陸河瑪納斯河流域山區(qū)為例，比較了傳統(tǒng)水資源評價方法和本文所用方法評價結(jié)果的差異。結(jié)果表明，本文所用方法在流域水資源評價精度、評價對象和水文要素的完整性、評價時段的靈活性上具有顯著的優(yōu)越性，證明利用具有物理機(jī)制的分布式水文模型有望實(shí)現(xiàn)水資源的動態(tài)、高效和快速評價，其評價原理可為水資源評價方法的改進(jìn)提供一種新思路和技術(shù)支撐。

SWAT模型；水資源評價；缺資料地區(qū)；瑪納斯河流域

1 研究背景

水資源評價是對流域或區(qū)域水資源數(shù)量、質(zhì)量、時空分布特征及其開發(fā)利用條件進(jìn)行全面分析和評估的過程，是水資源規(guī)劃、開發(fā)、利用、保護(hù)和管理的基礎(chǔ)性工作，其成果是進(jìn)行水事活動和決策的重要依據(jù)。水資源評價的主要內(nèi)容包括：水資源數(shù)量評價、水資源質(zhì)量評價、水資源開發(fā)利用評價以及水資源綜合評價。美國和前蘇聯(lián)在20世紀(jì)中葉開展的水文觀測資料整編和水量統(tǒng)計可看作水資源評價的雛形。隨著水資源短缺、水生態(tài)環(huán)境惡化等問題的出現(xiàn)，國內(nèi)外水資源評價工作及其技術(shù)方法逐漸受到重視并迅速發(fā)展。早期的水資源評價側(cè)重于利用統(tǒng)計方法進(jìn)行水資源開發(fā)利用評價和供需分析。自20世紀(jì)80年代以來，逐漸發(fā)展為水量均衡法，在監(jiān)測站點(diǎn)“實(shí)測”資料的基礎(chǔ)上加上人工利用水資源的“還原”部分，實(shí)行水質(zhì)和水量分開，地下水和地表水分開，降水、徑流、蒸發(fā)等水文要素分別評價的方法，評價中經(jīng)驗(yàn)成分大，工作任務(wù)繁重，評價周期長，檢驗(yàn)難度大，在缺資料地區(qū)受到限制［1-2］。隨著氣候變化和人類活動雙重因素對流域或區(qū)域水資源影響程度的不斷增加，水資源管理工作對傳統(tǒng)水資源評價技術(shù)方法提出了新的挑戰(zhàn)［3-4］，即：一是在“四水轉(zhuǎn)化”概念的提出和水資源統(tǒng)一調(diào)配的要求下，不僅需要評價地表水和地下水，也需要加強(qiáng)對大氣水和土壤水的評價；二是在水生態(tài)環(huán)境保護(hù)的要求下，需要進(jìn)行水質(zhì)水量的聯(lián)合評價；三是在評價區(qū)域不斷精細(xì)和評價時段縮短的要求下，集總式、耗時長的水資源評價已不能滿足現(xiàn)代水資源精細(xì)管理的需要。特別是在缺資料地區(qū)或小流域，利用手工勾畫降水或徑流等值線進(jìn)行水資源數(shù)量評價的傳統(tǒng)方法已不適應(yīng)現(xiàn)代水資源管理的需求，亟需建立一套能夠反映天然及人類活動影響的，理論性強(qiáng)、計算速度快、靈活、可操作性強(qiáng)和實(shí)用性強(qiáng)的層次化動態(tài)水資源評價方法。

我國缺資料地區(qū)大多分布在西北和西南的偏遠(yuǎn)山區(qū)，水文氣象站點(diǎn)布設(shè)困難，測量和監(jiān)測數(shù)據(jù)大量缺乏，水資源評價大多根據(jù)降水等值線量算，而降水等值線的勾畫也相對粗略，造成缺資料地區(qū)水資源量評價存在較大的不確定性，水質(zhì)評價更無可靠依據(jù)；且地下水和地表水分開評價。近幾十年來，隨著全球定位技術(shù)（GPS）、遙感技術(shù)（RS）和地理信息技術(shù)（GIS），包括數(shù)字高程模型（DEM）在水資源管理中的應(yīng)用和快速發(fā)展，以及雷達(dá)技術(shù)和衛(wèi)星云圖技術(shù)的進(jìn)步，為獲取流域尺度的氣象、水文資料、下墊面特征以及人類活動影響等空間信息，并利用空間數(shù)據(jù)定量刻畫水資源質(zhì)、量的分布提供了強(qiáng)有力的支持，利用分布式水文模型進(jìn)行缺資料地區(qū)的水資源評價已成為可能。本文主要分析基于分布式水文模型SWAT的水資源評價原理、關(guān)鍵技術(shù)和在缺資料地區(qū)的適用性，并以西北內(nèi)陸河流域的瑪納斯河流域山區(qū)為例，進(jìn)行傳統(tǒng)方法和基于SWAT模型方法的水資源數(shù)量評價結(jié)果比較和分析，以期在缺資料地區(qū)的水資源評價技術(shù)方法層面進(jìn)行探索。

2 基于SWAT模型的缺資料地區(qū)水資源評價原理和方法

基于物理機(jī)制的分布式流域水文模型可結(jié)合遙感航測數(shù)字流域及地理信息系統(tǒng)等新技術(shù)進(jìn)行較為細(xì)致的水文分析與預(yù)測，能夠分析不同下墊面條件下的流域水文水資源狀況，應(yīng)用在水資源評價方面，主要功能是根據(jù)不同的下墊面條件，以降水量為統(tǒng)計口徑，考慮天然植被耗水，以水量平衡為基礎(chǔ)，進(jìn)行子流域和水文響應(yīng)單元層次的水資源量組成分析及水質(zhì)評價，能夠滿足水資源的精細(xì)化、實(shí)時化管理需求。SWAT模型是美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究所歷經(jīng)近40年研發(fā)的、具有較強(qiáng)物理機(jī)制和適用于長時段復(fù)雜大流域水資源管理的分布式水文模型，該模型在美國、加拿大等國家的高寒地帶，以及我國的長江、黃河、黑河等上、中游流域的徑流模擬、水質(zhì)評價和水資源管理中得到了較為廣泛的應(yīng)用［5］。它以其開源的代碼、模塊化的結(jié)構(gòu)、不斷完善和改進(jìn)的功能、相對較少的輸入?yún)?shù)和靈活的操作方式等特點(diǎn)獲得了越來越多的水文水資源科研工作者的青睞。

2.1 評價原理確定性水文模型可分為兩大類［6-7］：第1類是根據(jù)質(zhì)量和能量守恒定律建立的、具有嚴(yán)密的物理意義和數(shù)學(xué)公式的模型方法；第2類是從概念上把水循環(huán)各個過程組合起來，以質(zhì)量守恒和動量守恒方程為基礎(chǔ)，但不嚴(yán)格應(yīng)用質(zhì)量和動量守恒方程的概念性流域水文模型。SWAT屬于第1類中具有較為明確物理意義的半分布式流域水文模型。

在水文站布設(shè)稀少或無水文測站的缺資料地區(qū)，在充分利用GIS和RS提供的空間信息的基礎(chǔ)上，SWAT模型能夠根據(jù)流域僅有的少數(shù)水文氣象監(jiān)測站點(diǎn)或流域外監(jiān)測站點(diǎn)資料，按照隨機(jī)模擬原理自動補(bǔ)充缺失的氣象資料，利用模型自帶或改進(jìn)的數(shù)據(jù)空間展布方法將已有數(shù)據(jù)分配到各水文響應(yīng)單元，從而進(jìn)行流域水量平衡計算、徑流模擬、水文預(yù)報、面上或河道水質(zhì)評價等。在無地下水觀測資料的地區(qū)，可借助濾波技術(shù)分割基流，應(yīng)用于SWAT模型的基流校準(zhǔn)，為研究地下水資源量提供了一種新的方法［8］。

SWAT模型以水文響應(yīng)單元（HRU）為基本計算單位，根據(jù)流域地形、土壤、植被劃分子流域和HRU，每個子流域中包含若干HRU。模型首先計算HRU層次的降水、植被截留、蒸發(fā)蒸騰、地表、土壤和地下徑流量等水平衡各項，然后經(jīng)過坡面匯流演算得到子流域出口徑流量及子流域?qū)哟蔚乃Y源其他各項分量，最后經(jīng)河道匯流演算得到流域?qū)哟蔚乃Y源量及水平衡各分量。水量平衡計算在每個子流域內(nèi)的HRU層次采用集總的方式，在子流域間采用分布式，即子流域間存在水力聯(lián)系。HRU中的水循環(huán)包括降水（雨和雪）、土壤層（0～2m）含水量、淺層含水層（2～20m）和深層含水層（＞20m）徑流量四部分水量。土壤剖面可分為多層，土壤水運(yùn)動包括下滲、蒸發(fā)、植被截留、側(cè)向流和土壤剖面下邊界向潛水層的滲流（即地下水補(bǔ)給）。SWAT模型中計算的地下水補(bǔ)給量為土壤層下邊界滲出量、河道輸移損失、水庫坑塘下滲量的總和。其具體計算原理可參考文獻(xiàn)［9］。

2.2 關(guān)鍵步驟利用SWAT模型進(jìn)行水資源數(shù)量及質(zhì)量評價的關(guān)鍵步驟在于模型數(shù)據(jù)制備、模型運(yùn)行主要過程、模型驗(yàn)證和校核以及水資源數(shù)量和質(zhì)量評價計算4個主要環(huán)節(jié)。

在模型數(shù)據(jù)的制備環(huán)節(jié)，其關(guān)鍵點(diǎn)在于：（1）流域DEM、植被、土壤、水系等矢量圖的校正、拼接、裁切、要素提取、投影坐標(biāo)系變換等；（2）用戶自定義的植被、土壤屬性數(shù)據(jù)庫制作，如各種植被生理生態(tài)參數(shù)的查詢與修改，土壤剖面物理化學(xué)性質(zhì)參數(shù)的查詢和輸入，植被、土壤數(shù)據(jù)庫與矢量圖鏈接表的制作等；（3）水文氣象站點(diǎn)及數(shù)據(jù)資料輸入表格制作，如水文氣象站點(diǎn)的矢量化，站點(diǎn)位置屬性表制備，日降水、日最高、最低氣溫、日風(fēng)速等氣象數(shù)據(jù)輸入格式轉(zhuǎn)換等，缺失資料可由模型自動插補(bǔ)；（4）其他如水庫坑塘的概化，流域水力聯(lián)系與社會經(jīng)濟(jì)取用水的處理，灌溉制度和耕作措施的制定和輸入，大比例尺水系矢量圖的制作等。

在模型運(yùn)行過程環(huán)節(jié)，關(guān)鍵步驟有：（1）根據(jù)DEM數(shù)據(jù)提取流域邊界和劃分子流域；（2）根據(jù)植被、土壤矢量圖和坡度，劃分水文響應(yīng)單元；（3）輸入氣象水文數(shù)據(jù)及其鏈接表，對已有的水文氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行空間展布；（4）設(shè)置流域面上和子流域內(nèi)的基本參數(shù)，如正常濕潤情況下植被覆蓋值（CN2）、植被吸水補(bǔ)償系數(shù)（EPCO）、土壤蒸發(fā)補(bǔ)償系數(shù)（ESCO）和地下水延遲系數(shù)（Gw_Delay）等基本參數(shù)，設(shè)定蒸騰蒸發(fā)、坡面匯流和河道匯流演算等計算方法；（5）寫入數(shù)據(jù)和運(yùn)行模型。

在模型校核與驗(yàn)證環(huán)節(jié)，主要針對水文響應(yīng)單元或子流域特征，根據(jù)控制站點(diǎn)（對于缺資料的上游流域一般是河流的出山口測站）的監(jiān)測徑流或水質(zhì)資料，依據(jù)從上游到下游，從支流到干流，先水量后水質(zhì)的順序，修改相應(yīng)的土壤、植被、氣象、坡面、下墊面、泥沙、營養(yǎng)物質(zhì)和污染物等相關(guān)參數(shù)，進(jìn)行模型調(diào)試、校核和驗(yàn)證。

在水資源數(shù)量與質(zhì)量評價環(huán)節(jié)，主要根據(jù)模型輸出結(jié)果，找出子流域和整個流域降水量、流域?qū)嶋H蒸散發(fā)量、下滲補(bǔ)給量、側(cè)向補(bǔ)給量、河道徑流、土壤含水量和地下徑流等水平衡各項，依據(jù)各量間的關(guān)系進(jìn)行必要的水量平衡計算，得到流域長系列或年內(nèi)的水資源數(shù)量評價結(jié)果；對于泥沙、污染物等水資源質(zhì)量評價，則相應(yīng)地找到輸出結(jié)果的相關(guān)項進(jìn)行計算，得到評價結(jié)果。

2.3 適應(yīng)性分析SWAT模型適用于復(fù)雜大流域長時間尺度的水文模擬。從模型結(jié)構(gòu)看，SWAT模型在單個子流域內(nèi)采用傳統(tǒng)的集總式概念性模型推求凈雨，再進(jìn)行不同子流域上的匯流演算，最后求得出口斷面流量［10］。從建模技術(shù)看，SWAT模型采用先進(jìn)的模塊化結(jié)構(gòu)，水循環(huán)的每一個環(huán)節(jié)對應(yīng)一個子模塊，便于模型的擴(kuò)展和修改。在運(yùn)行方式上，SWAT采用獨(dú)特的命令代碼控制方式，用來控制水流在子流域間和河網(wǎng)中的演進(jìn)過程；用FORTRAN語言編制的源代碼公開，便于模型修改和添加新模塊。在界面開發(fā)上，采用與GIS界面相結(jié)合的方式，前處理過程可視、方便易操作。在模型原理上，充分考慮了土壤、土地利用、人類活動等下墊面因素的空間變異性，模擬更趨于合理化；產(chǎn)流機(jī)制中對于地表徑流、壤中流、淺層地下徑流和深層地下徑流的模擬采用理論或半經(jīng)驗(yàn)算法，能夠適用于不同氣候條件和下墊面條件下的產(chǎn)匯流情況。

此外，Romanowicz等［11］認(rèn)為SWAT模型還具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）不需要大量輸入?yún)?shù)，基本的氣象、土壤、地形、植被和土地管理措施資料較易收集，部分氣象資料可根據(jù)已有的數(shù)據(jù)自動生成，尤其適用于實(shí)測資料相對缺乏或資料不全的地區(qū)；（2）作為綜合的水文模型，不僅能夠定量模擬和定性分析水文平衡項，而且可用于流域氣象條件、植被覆蓋、管理措施等分布式參數(shù)變化下的定量影響評價；（3）用戶可以利用模型自帶數(shù)據(jù)庫或者在此基礎(chǔ)上進(jìn)行修改以滿足實(shí)際需要，只需花費(fèi)少量精力即可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜大流域水文過程模擬預(yù)測，且計算效率高，適用性強(qiáng)；（4）不需要大量校準(zhǔn)工作，可以進(jìn)行流域長時段模擬與預(yù)測［12］。

由以上分析可知，SWAT模型具有明確的物理機(jī)制，利用“3S”技術(shù)及其獲取的空間信息，在缺資料地區(qū)流域劃分精確；模型具有補(bǔ)充缺失資料的功能，不需要大量輸入?yún)?shù)，彌補(bǔ)了缺資料地區(qū)的不足；模型在山區(qū)徑流模擬方面精度高，相應(yīng)的水質(zhì)模擬精度也較高，在非點(diǎn)源污染模擬與評價方面具有較大優(yōu)勢，可用于水資源質(zhì)量評價；模型運(yùn)行時間根據(jù)劃分的水文響應(yīng)單元個數(shù)多少來確定，與傳統(tǒng)水資源評價方法相比，評價時間短、精度高和時效性強(qiáng)；在深層地下水處理方面略顯簡單，但在缺資料的山區(qū)，人為活動少，不存在地下漏斗或地下水超采區(qū)，故可揚(yáng)長避短，充分發(fā)揮其在缺資料山區(qū)水資源評價方面的優(yōu)勢。

3 基于SWAT模型的水資源評價方法在瑪納斯河流域山區(qū)的應(yīng)用

3.1 瑪納斯河流域山區(qū)概況瑪納斯河發(fā)源于北天山中段喀拉烏成山和依連哈比爾尕山、比依達(dá)克山，源頭為海拔5 000m以上的冰川，最后注入瑪納斯湖，是準(zhǔn)噶爾盆地南緣最大的一條山溪性內(nèi)陸河?，敿{斯河流域地處歐亞大陸腹地，位于天山北坡中部、準(zhǔn)噶爾盆地南緣，東鄰塔西河流域，西鄰巴音溝河流域，南靠依連哈比爾尕山與和靜縣相隔，流域面積約1.96萬km2，其中山區(qū)（紅山嘴水文站以上）約5 156 km2。流域年平均氣溫4.7～7.9℃，年潛在蒸發(fā)量1500～2100mm，年太陽總輻射量達(dá)527～565 kJ/cm2，≥10℃積溫3400～3600℃，無霜期170～190 d。流域高山區(qū)為海拔高程3500～5000m的高山，山體大部分被冰雪覆蓋，現(xiàn)代冰川發(fā)育；海拔高程1800～3500m的中山區(qū)屬降水豐沛地區(qū)，年降水量可達(dá)600mm，冰川融水、融雪和降雨是該區(qū)地表徑流和地下水的主要補(bǔ)給源。山區(qū)植被可分為高山墊狀植被，高山稀疏植被，寒溫帶和溫帶山地針葉林，亞高山落葉闊葉灌叢，嵩草、雜類草高寒草甸，禾草、苔草高寒草原，禾草、雜類草鹽生草甸等植被型；山區(qū)土壤類型可分為寒凍土、草氈土、黑氈土、黑鈣土4個亞類；地下水類型主要為貯存在風(fēng)化的巖體、裂隙、節(jié)理和斷裂中以及斷裂交匯部位的構(gòu)造裂隙水，水質(zhì)較好，礦化度低，一般小于1 g/L。

3.2 數(shù)據(jù)來源與處理瑪納斯河流域DEM數(shù)據(jù)來源于美國國家地理空間情報局（NGA）與美國宇航局（NASA）2000年進(jìn)行的航天飛機(jī)雷達(dá)拓?fù)錅y繪而得到的SRTM 23地面高程數(shù)據(jù)（分辨率為3弧秒，90 m×90 m）；1∶100萬土壤圖和植被圖由中國西部環(huán)境與生態(tài)科學(xué)數(shù)據(jù)中心（http：//westdc.westgis. ac.cn）提供，土壤圖和植被圖資料分別為2009年和2001年的數(shù)據(jù)產(chǎn)品；流域內(nèi)清水河子、肯斯瓦特、紅山嘴和煤窯4個水文站的日降雨、平均氣溫數(shù)據(jù)，以及實(shí)測水系圖由新疆水文局提供；石河子、烏蘇和克拉瑪依3個氣象站的完整日降水、日最高、最低氣溫數(shù)據(jù)及部分站點(diǎn)的相對濕度、風(fēng)速和太陽輻射資料從中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)（http：//cdc.cma.gov.cn）下載。

DEM數(shù)據(jù)經(jīng)過幾何和輻射糾正后使用，植被和土壤數(shù)據(jù)分別根據(jù)模型所需矢量、文本等各種類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理和數(shù)據(jù)制備，氣象水文數(shù)據(jù)根據(jù)模型需要的格式進(jìn)行處理后輸入，植被數(shù)據(jù)庫建庫所需的植被生理生態(tài)參數(shù)、土壤物理化學(xué)參數(shù)查閱相關(guān)文獻(xiàn)及資料［13-17］。將制備好的各類數(shù)據(jù)輸入SWAT模型運(yùn)行，模型經(jīng)驗(yàn)證和校核后得到系列輸出結(jié)果，據(jù)此進(jìn)行水資源評價。

3.3 不同評價方法結(jié)果比較SWAT模型既可以輸出水文響應(yīng)單元層次年、月、日尺度的水量水質(zhì)數(shù)據(jù)，也可以得到子流域?qū)哟蔚哪M結(jié)果，僅以水資源數(shù)量評價為例進(jìn)行傳統(tǒng)評價和基于SWAT模型的瑪納斯河流域山區(qū)評價結(jié)果的比較?？纤雇咛厮臏y站為瑪納斯河流域山區(qū)的控制站點(diǎn)，山區(qū)共劃分為55個子流域，1 141個水文響應(yīng)單元，子流域和水系模擬結(jié)果見圖1。

整個山區(qū)僅有肯斯瓦特、清水河子和煤窯3個水文站，其中清水河子水文監(jiān)測系列始于1980年，煤窯站曾多次遷移，僅肯斯瓦特站有1954—1974年和1976—2009年的系列觀測資料。為便于比較，模型模擬時間系列與文獻(xiàn)［18］所用的傳統(tǒng)方法評價系列基本一致，傳統(tǒng)方法評價系列為1956—1989年，模型評價系列為1958—1989年。模型以月為評價時段，校核期為1970—1979年，Nash系數(shù)為0.91，多年相對平均誤差Re為-1.42％，驗(yàn)證期為1980—1989年，模擬結(jié)果Nash系數(shù)為0.85，多年相對平均誤差Re為0.74％，整個評價系列為1958—1989年，Nash系數(shù)為0.64，多年相對平均誤差Re為-0.88％。SWAT模型敏感性分析與參數(shù)率定結(jié)果見表1，其與傳統(tǒng)方法水資源數(shù)量評價結(jié)果比較見表2。

從表2可以看出，瑪納斯河干流肯斯瓦特站模擬流域面積與實(shí)測評價面積略有偏差，這與流域模擬控制站點(diǎn)的位置有關(guān)，模型根據(jù)GPS計算的測站位置應(yīng)較精確；根據(jù)肯斯瓦特的實(shí)測地表徑流進(jìn)行的模型驗(yàn)證，故地表水資源量、降水量和蒸發(fā)量相差均不大；由于傳統(tǒng)評價方法沒有將地下水和土壤水分開，兩種方法可比性不大；傳統(tǒng)的評價方法中土壤含水量和冰雪融水不易確定，而模型方法則易獲得。相對而言，模型一次模擬可得到地表、地下、土壤水、降水和蒸發(fā)等各項評價結(jié)果，耗時短，評價精度可靠，且評價時段可靈活選取，具有較大的優(yōu)越性。

4 結(jié)論

隨著我國水資源精細(xì)化、嚴(yán)格化管理的快速發(fā)展，在我國西南、西北部的缺資料地區(qū)，現(xiàn)行傳統(tǒng)水資源評價方法已經(jīng)不能滿足當(dāng)前變化環(huán)境下流域水資源規(guī)劃與管理的需求，針對氣象水文站點(diǎn)資料缺乏的山區(qū)，利用“3S”技術(shù)及由這些技術(shù)獲得的空間信息，本文提出了基于分布式水文模型SWAT的水資源評價方法，探討了其評價原理、關(guān)鍵步驟和適用性，以瑪納斯河上游山區(qū)流域水資源數(shù)量評價為例，對本文所提出的缺資料流域水資源全口徑、動態(tài)評價方法進(jìn)行了分析和驗(yàn)證，結(jié)果說明本文所用方法在山區(qū)水資源時段的選擇上具有顯著的優(yōu)越性，并且評價要素完整，可在一次評價中靈活選擇評價對象，地表水和地下水、水質(zhì)水量能夠?qū)崿F(xiàn)同步、同時評價，但本評價方法的應(yīng)用與推廣受分布式水文模型發(fā)展的制約，如資料精度和完整性、地表水與地下水聯(lián)合模擬、模型不確定性問題等。隨著分布式水文模型技術(shù)方法的發(fā)展，利用具有物理機(jī)制的分布式水文模型有望實(shí)現(xiàn)水資源的動態(tài)、高效和快速評價，將成為未來水資源評價方法的發(fā)展趨勢。

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M ethod of w ater resources assessm en t in ungauged areas based on the d istribu ted hyd rological m odel of SW AT

LIANG Li-li1，GONG Jia-guo2，YE Yun-tao2，XU Hai-qing1
（1.Beijing IWHR Technology Co.，Ltd，IWHR，Beijing 100038，China；2.State Key Laboratory of Simulation and Regulation ofWater Cycle in River Basin，IWHR，Beijing 100038，China）

Climate change and human activities remarkably affect water resources in watersheds，which chal?lenge the traditional method of water resources assessment.In connection with the problems of distortion of water quantity restoration，the separate assessment of water quality and quantity，as well as groundwater and surface runoff，and other issues of traditional water resources assessment method in a changing environ?ment in ungauged areas，this paper adopts an assessment method of water resources based on the distribut?ed hydrological model of SWAT，and then explores its assessment princip le，key steps，and the applicabili?ty in ungauged areas.Taking a northwest inland watershed—mountainous area of the Manas River basin as an examp le，it compares the differences of the results between the traditional water resources assessment method and the adopted method based on SWAT model.The results show that the adopted method has more significant advantages on the accuracy of assessment results，the integrity of assessment objects and el?ements of water cycle，the flexibility of the assessment period of water resources assessment in ungauged ar?ea.Using a distributed hydrological model based on physical mechanism may be help ful to achieve the dy?namic，efficient and rapid water resources assessment.

SWAT model；water resources assessment；ungauged area；Manas River basin

TV213

A

10.13244/j.cnki.jiwhr.2014.01.009

1672-3031（2014）01-0054-06

（責(zé)任編輯：王成麗）

2013-01-07

國家自然科學(xué)基金項目（51209223，51209222，51309254，51079160）；“十二五”國家科技支撐計劃項目（2013BAB051301）

梁犁麗（1982-），女，河南許昌人，工程師，博士，主要從事水資源配置、水文預(yù)報與水庫調(diào)度研究。

E-mail：liangli0921@163.com