不同分布式水文模型在大洋河流域?qū)Ρ冗\(yùn)用研究

胡曉松

（遼寧省鞍山水文局，遼寧鞍山114000）

不同分布式水文模型在大洋河流域?qū)Ρ冗\(yùn)用研究

胡曉松

（遼寧省鞍山水文局，遼寧鞍山114000）

為對(duì)比不同分布式水文模型在大洋河流域的徑流模擬精度，基于大洋河沙里寨水文站2000—2010年水文數(shù)據(jù)，分別運(yùn)用SWAT模型和VIC模型，模擬了大洋河沙里寨水文站以上流域2000—2010年徑流。研究結(jié)果表明：SWAT模型比VIC模型更適合于大洋河流域的徑流模擬，SWAT模型模擬的徑流深相對(duì)誤差均＜8%，確定性系數(shù)達(dá)到0.7以上，而VIC模型模擬徑流深相對(duì)誤差均＞10%，且確定性系數(shù)均＜0.6。

SWAT模型；VIC模型；徑流模擬；大洋河流域；適用性；相對(duì)誤差

0 引 言

隨著計(jì)算機(jī)和地理信息技術(shù)的快速發(fā)展，將流域劃分成不同計(jì)算單元并充分考慮流域下墊面條件的分布式水文模型成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛應(yīng)用與流域水文模擬的有效模擬平臺(tái)。國(guó)外學(xué)者開發(fā)的分布式水文模型SWAT模型和VIC模型，由于開發(fā)出操作平臺(tái)，模型數(shù)據(jù)較易獲取得到國(guó)內(nèi)學(xué)者在不同流域的廣泛應(yīng)用，取得一定的研究成果［1-3］。

但是不同水文模型在不同流域都具有一定的適用性，而在大洋河流域，分布式水文模型的適用對(duì)比研究較少，為此，文章將SWAT模型和VIC模型同時(shí)運(yùn)用于大洋河流域的徑流模擬，定量分析兩種分布式水文模型在大洋河流域模擬精度及適用性。

2 研究方法

文章選用SWAT模型和VIC模型模擬大洋河流域的徑流，基于沙里寨水文站2000—2010年水文數(shù)據(jù)，對(duì)比兩種分布式水文模型在大洋河流域徑流模擬精度和適用性，SWAT模型和VIC模型在國(guó)內(nèi)運(yùn)用已較為成熟，因此，文章對(duì)于兩種分布式水文模型具體模擬原理不再敘述，兩種分布式水文模型的具體模擬原理，可詳見參考文獻(xiàn)［4］［5］。

3 研究區(qū)域概況及研究資料

3.1 研究區(qū)域概況

大洋河位于遼寧省東部區(qū)域，河流發(fā)源于岫巖滿族自治縣，河流全長(zhǎng)230.2 km，流域面積為6 504 km2，是遼寧東部半島區(qū)域最大的1條獨(dú)流入海河流，流域水系發(fā)育良好，水量較為充沛，流域平均徑流量為3.1×109m3，文章以大洋河主要控制站沙里寨水文站以上集水區(qū)域?yàn)檠芯苛饔颍ㄒ妶D1），研究流域面積為4 810 km2，流域內(nèi)有9個(gè)降雨站點(diǎn)，多年平均降雨量為mm。

圖1 大洋河流域圖

3.2 研究資料

SWAT模型和VIC模型均需要輸入流域DEM數(shù)據(jù)、土地利用類型數(shù)據(jù)、土壤類型數(shù)據(jù)以及水文、氣象數(shù)據(jù)，其中：

1）DEM數(shù)據(jù)下載與國(guó)家空間數(shù)據(jù)共享平臺(tái)提供的分辨率為90s的全球DEM數(shù)據(jù)，結(jié)合流域邊界得到研究流域DEM數(shù)據(jù)。

2）土地利用類型數(shù)據(jù)下載與中科院地理所提供的1km×1km的2000年全國(guó)土地利用數(shù)據(jù)，結(jié)合研究區(qū)邊界獲取研究流域土地利用數(shù)據(jù)。

3）土壤類型數(shù)據(jù)，下載于中科院土壤所提供的全國(guó)1∶400，0000土壤類型數(shù)據(jù)，應(yīng)用流域邊界得到研究流域土壤類型數(shù)據(jù)。

4）水文數(shù)據(jù)，收集流域出口沙里寨水文站2000—2010年水文數(shù)據(jù)。

5）氣象數(shù)據(jù)：收集了流域內(nèi)岫巖氣象站2000—2010年氣象要素?cái)?shù)據(jù)，氣象要素?cái)?shù)據(jù)包括日平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、相對(duì)濕度、日照時(shí)數(shù)、太陽(yáng)輻射。

4 模型對(duì)比分析

基于沙里寨水文站2000—2010年水文數(shù)據(jù)，分別應(yīng)用SWAT模型和VIC模型模擬了大洋河沙里寨以上流域的徑流量，模擬對(duì)比結(jié)果見表1、圖2所示。

表1 SWAT模型和VIC模型在大洋河流域徑流模擬精度對(duì)比

從表1中可以看出，SWAT模型相比于VIC模型更適合于大羊河流域的徑流模擬，SWAT模型模擬的徑流深相對(duì)誤差均＜10%，且確定性系數(shù)達(dá)到0.7以上，滿足流域的模擬精度規(guī)范要求，而VIC模型在大洋河流域徑流模擬精度較差，模擬的徑流深相對(duì)誤差＞10%，確定性系數(shù)＜0.6。

圖2 兩種分布式水文模型徑流模擬與實(shí)測(cè)流量對(duì)比圖

從圖2中也可看出，SWAT模擬的徑流和實(shí)測(cè)徑流過程上較為吻合，而VIC模型模擬流量和實(shí)測(cè)值吻合度相對(duì)較差。綜上，SWAT模型相比于VIC模型，在大洋河流域徑流模擬精度更高，更適合于大洋河流域的徑流模擬。

5 結(jié) 論

文章分別運(yùn)用VIC模型和SWAT模型，模擬了大洋河流域的徑流，并對(duì)比分析了2種分布式水文模型在大洋河流域的徑流模擬精度和適用性，研究取得以下結(jié)論：

1）SWAT模型相比于VIC模型，其在大洋河流域徑流模擬精度更高；

2）SWAT模型相比于VIC模型，其模擬徑流與過程實(shí)測(cè)值更加吻合，SWAT模型更適合于大洋河徑流模擬。

［1］孫瑞，張雪芹.基于SWAT模型的流域徑流模擬研究進(jìn)展［J］.水文，2010，03：28-32＋47.

［2］王鵬.基于SWAT模型的岔路河星星哨水庫(kù)以上流域徑流模擬［D］.長(zhǎng)春：吉林大學(xué)，2007.

［3］劉謙.VIC大尺度陸面水文模型在中國(guó)區(qū)域的應(yīng)用［D］.長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)，2004.

［4］王寧.基于VIC模型和SDSM的氣候變化下西北旱區(qū)的徑流響應(yīng)模擬［D］.西安：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2014.

［5］李成六.基于SWAT模型的石羊河流域上游山區(qū)徑流模擬研究［D］.蘭州：蘭州大學(xué)，2011.

Research for Comparison and Application of Different Distributed Hydrological Models in Dayang River Basin

HU Xiao-song

（Liaoning Provincial Anshan Hydrological Bureau，Anshan 114000，China）

In order to compare the runoff accuracy simulated of different distributed hydrological models in the Dayang river basin，based on hydrological data from 20000 to 2010 of Shalizhai hydrological station of the Dayang river，SWAT model and VIC model were applied separately to simulate the runoff from 2000 to 2010 at the upstream of Shalizhai hydrological station of the Dayang river.The research shows that SWAT model is more suitable than VIC model to simulate the runoff of the Dayang river basin，relative error simulated by SWAT model is less than 8%，the certainty factor is over 0.7，however，the relative error of runoff depth simulated by VIC model is more than 10%，and the certainty factor is less than 0.6.

SWAT model；VIC model；runoff model；Dayang river basin；suitability；relative error

P333

A

1007-7596（2015）07-0011-03

2015-06-28

胡曉松（1984-），男，遼寧遼陽(yáng)人，工程師。