基于SWAT模型的琿春河流域分布式水文模擬

1、延邊大學(xué)本科畢業(yè)論文摘 要本文選擇琿春河流域?yàn)檠芯繀^(qū)域，利用SWAT模型與GIS結(jié)合的方式進(jìn)行水文模擬。在已有資料基礎(chǔ)上，探討了琿春流域氣候波動(dòng)和土地覆蓋變化下的徑流響應(yīng)，利用建立的水文模型，對(duì)在假定未來(lái)環(huán)境變化情景下琿春河流域水文過(guò)程變化趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)模擬。模擬不是很精確，但是本文的研究法方在圖們江水文研究上是一種積極探索。關(guān)鍵詞:SWAT、琿春河、水文效應(yīng)單元（HRU）、土地利用/覆蓋、水文模型。AbstractSelecting Hunchun River region as study area, this thesis simulates the hydrological proce

2、ss and forecasts the water resource response under the changing environment using SWAT added into ArcGIS. On base of the data I have, the thesis discusses the runoff effect under the climate and land use changing, and simulates hydrological process based on hypothesis scenarios using calibrated mode

3、l. Our simulation is not perfect but it is a good explore for the hydrological of Key Words: Soil and Water Assessment Tool (SWAT); Hunchun River; HRU; land use/目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc230867786 引 言 PAGEREF _Toc230867786 h 1 HYPERLINK l _Toc230867787 第一章 SWAT模型 PAGEREF _Toc230867787 h 1

4、HYPERLINK l _Toc230867788 1.1 SWAT分布式水文模型研究目的 PAGEREF _Toc230867788 h 1 HYPERLINK l _Toc230867789 1.2 SWAT模型原理和結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc230867789 h 1 HYPERLINK l _Toc230867790 1.3 SWAT模型運(yùn)算流程 PAGEREF _Toc230867790 h 2 HYPERLINK l _Toc230867791 1.4模型結(jié)構(gòu)和參數(shù) PAGEREF _Toc230867791 h 2 HYPERLINK l _Toc230867792 第二章

5、研究區(qū)域 PAGEREF _Toc230867792 h 4 HYPERLINK l _Toc230867793 2.1 研究區(qū)行政范圍及研究意義 PAGEREF _Toc230867793 h 4 HYPERLINK l _Toc230867794 第三章 SWAT的琿春河水文模擬 PAGEREF _Toc230867794 h 5 HYPERLINK l _Toc230867795 3.1 水文模擬的數(shù)據(jù)和軟件環(huán)境： PAGEREF _Toc230867795 h 5 HYPERLINK l _Toc230867796 3.2 水文響應(yīng)單元（hydrologic response unit

6、s,HRU） PAGEREF _Toc230867796 h 6 HYPERLINK l _Toc230867797 3.3土地利用/覆蓋數(shù)據(jù)庫(kù) PAGEREF _Toc230867797 h 6 HYPERLINK l _Toc230867798 3.4 模型參數(shù) PAGEREF _Toc230867798 h 7 HYPERLINK l _Toc230867799 3.5 土壤類型數(shù)據(jù)庫(kù) PAGEREF _Toc230867799 h 8 HYPERLINK l _Toc230867800 3.6 琿春河流域坡度提取 PAGEREF _Toc230867800 h 8 HYPERLINK

7、l _Toc230867801 3.7 氣象氣候數(shù)據(jù) PAGEREF _Toc230867801 h 9 HYPERLINK l _Toc230867802 結(jié)論和討論 PAGEREF _Toc230867802 h 11 HYPERLINK l _Toc230867803 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc230867803 h 1 HYPERLINK l _Toc230867804 謝 辭 PAGEREF _Toc230867804 h 1引 言目前全世界范圍內(nèi)，針對(duì)水文方面的研究方法正在向定量化方向發(fā)展，而地理信息系統(tǒng)、遙感等空間測(cè)量技術(shù)的迅速發(fā)展，帶動(dòng)了水文研究向更加科學(xué)化的方向發(fā)展。

8、利用地理信息系統(tǒng)和遙感技術(shù)充分考慮流域空間變異性的分布式水文模型已成為當(dāng)今水文科學(xué)研究的熱點(diǎn)、難點(diǎn)和重點(diǎn)之一。針對(duì)水文研究領(lǐng)域，模型SWAT（Soil and Water Assessment Tool）是目前前沿的水文研究手段，它具有很強(qiáng)的物理基礎(chǔ)1，能夠利用GIS 和RS 提供的空間數(shù)據(jù)信息模擬地表水和地下水的水量與水質(zhì)，模擬和分析水土流失、非點(diǎn)源污染、農(nóng)業(yè)管理等問(wèn)題，能長(zhǎng)期預(yù)測(cè)土地管理措施對(duì)于具有多種土壤類型、土地利用和管理?xiàng)l件的大面積復(fù)雜流域的徑流、泥沙負(fù)荷和營(yíng)養(yǎng)物流失的影響。其適用于具有不同的土壤類型、不同的土地利用方式和管理?xiàng)l件下的復(fù)雜性大流域，并能在資料缺乏的地區(qū)建模1。降雨、徑

9、流、下滲和徑流過(guò)程是水文循環(huán)研究中的主要方向，而徑流變化又是水文過(guò)程中的最敏感因素。影響徑流變化的因素很多，最主要的是氣候變化和地表下墊面變化，二者對(duì)于不同時(shí)空尺度的不同流域，其影響程度又大不相同。傳統(tǒng)水文學(xué)方法在徑流變化研究過(guò)程中對(duì)資料輸入處理、物理過(guò)程模擬和時(shí)空尺度匹配上都存在著局限性，相反，基于物理過(guò)程的分布式水文模型在遙感和地理信息系統(tǒng)技術(shù)的支持下，模擬土地利用、地表覆蓋、水土流失變化的徑流響應(yīng)及陸面過(guò)程、氣候變化影響評(píng)價(jià)等方面應(yīng)用已顯現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)2。本文采用ArcGIS和SWAT相結(jié)合的方式，在現(xiàn)有有限資料的基礎(chǔ)上，通過(guò)GIS和SWAT模型對(duì)琿春河流域進(jìn)行水文模擬研究，得出對(duì)琿春河

10、流域徑流量的變化影響較大因素是降水，相關(guān)系數(shù)為0.78，氣溫影響相對(duì)小得多，相關(guān)系數(shù)為0.14，其他因素總和為0.08，并在假設(shè)的條件下，徑流變化趨勢(shì)。第一章 SWAT模型1.1 SWAT分布式水文模型研究目的SWAT是分布式水文物理模型(physically-based distributed models)的一種較為成熟的模型,主要研究降水在流域內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，既要考慮流域內(nèi)部垂直方向水量交換，也要考慮流域內(nèi)部水平方向水量交換。分布式水文模型不僅可以幫助人們更加深入地了解水文循環(huán)在不同時(shí)間和空間尺度上的演變規(guī)律和過(guò)程，而且為綜合解決實(shí)踐中各種和水文循環(huán)緊密相關(guān)的問(wèn)題提供一個(gè)更加有效的框架和

11、平臺(tái)3。分布式水文模型主要研究四類問(wèn)題:(1)水文過(guò)程物理機(jī)理研究;(2)徑流形成與演算;(3)人類水事活動(dòng)對(duì)水資源影響;(4)環(huán)境和生態(tài)水文模擬。分布式水文模型的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括:(1)水資源評(píng)價(jià)、規(guī)劃和管理;(2)洪水實(shí)時(shí)預(yù)報(bào);(3)土壤侵蝕和水土流失;(4)地表水和地下水污染;(5)節(jié)水灌溉:(6)水生態(tài);(7)土地利用變化影響;(8)氣候變化影響;(9)人類活動(dòng)影響4。1.2 SWAT模型原理和結(jié)構(gòu)SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型是由美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究中心研制開(kāi)發(fā)的分布式流域水文模型，其主要目的是模擬預(yù)測(cè)土地利用、土地管理方式對(duì)流域水量、水質(zhì)

12、的影響。SWAT模型具有較強(qiáng)的物理機(jī)制，能夠利用遙感和地理信息系統(tǒng)提供的空間信息模擬多種的水文物理化學(xué)過(guò)程，如徑流、泥沙、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(N, P)以及殺蟲(chóng)劑的輸移，在面源污染、水土流失、土地利用和農(nóng)業(yè)管理等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。SWAT模型為通用性流域水文模型，主要內(nèi)容為氣候、水文、養(yǎng)分、侵蝕、植被、管理、河網(wǎng)和水體單元，在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)不同目的，有側(cè)重地進(jìn)行所有或部分內(nèi)容的模擬預(yù)測(cè)5。在水文模擬方面主要原理有：(1)氣候流域氣候控制著水量平衡，決定了水循環(huán)中不同要素的相對(duì)重要性。SWAT需要輸入的氣象因素包括:日降水、最大最小氣溫、太陽(yáng)輻射、相對(duì)濕度和風(fēng)速。這些因子可以輸入實(shí)測(cè)值，也可以根據(jù)模型給

13、出的計(jì)算公式自動(dòng)生成，此功能特別適合于沒(méi)有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的流域。(2)水文SWAT水文模擬的基礎(chǔ)是水量平衡方程：SWt=SWO+ (Rday一Qsurf一Ea一Wseep一Qgw )；其中，SWt是末期土壤含水量(mm), SWO是初始土壤含水量(mm), t是時(shí)間步長(zhǎng)(d), Rday , Qsurf, Ea, Wseep和Qgw分別是第1天的降水量(mm)，地表徑流(mm)，蒸發(fā)量(mm),透過(guò)土壤層的滲漏量和旁側(cè)流量(mm)，地下水的回歸流量(mm)。(3)河網(wǎng) 河道匯流演算分為4部分：水、泥沙、營(yíng)養(yǎng)物和殺蟲(chóng)劑。河道水流演算采用變動(dòng)存儲(chǔ)系數(shù)或Muskingum法，損失項(xiàng)考慮沿途蒸發(fā)，河床滲漏以

14、及點(diǎn)源取水，補(bǔ)充項(xiàng)考慮直接降水和點(diǎn)源輸入。(4)養(yǎng)分土壤中N, P有幾種存在形式，并相互轉(zhuǎn)化。它們通過(guò)地表徑流和旁側(cè)流進(jìn)入河道，在河道中遷移轉(zhuǎn)化。殺蟲(chóng)劑可以溶解于地表徑流和吸附于泥沙顆粒進(jìn)入河道，也可以溶于水中滲入土壤。殺蟲(chóng)劑的運(yùn)動(dòng)決定于溶解度、半衰期和土壤吸附系數(shù)5。1.3 SWAT模型運(yùn)算流程流域水文過(guò)程隨植被覆蓋和土壤類型的不同而變化，SWAT通過(guò)水文響應(yīng)單元(HRU )來(lái)概化這種變化，每個(gè)HRU都具有確定的植被覆蓋、土壤類型和管理方式，在HRU層次上水文計(jì)算采用集總參數(shù)5。模型首先根據(jù)輸入的數(shù)字高程模型、土壤類型和土地利用分類信息把整個(gè)流域劃分成不同的子流域和水文響應(yīng)單元，計(jì)算每個(gè)水文

15、響應(yīng)單元所需的基本數(shù)據(jù)，包括高程、面積、坡度、形狀系數(shù)等5，然后根據(jù)輸入的實(shí)測(cè)氣象數(shù)據(jù)或計(jì)算生成的逐日數(shù)據(jù)，進(jìn)行流域水文過(guò)程演算，SWAT演算流程。它認(rèn)為流域表面上各點(diǎn)的水力學(xué)特征是非均勻分布的，水流在流域表面上分布并不均勻，應(yīng)將流域劃分很多小的單元，在考慮水流在每個(gè)小單元體內(nèi)的縱向運(yùn)動(dòng)時(shí)，也要考慮各個(gè)小單元間水量的橫向交換。1.4模型結(jié)構(gòu)和參數(shù)分布式水文模型結(jié)構(gòu)的確定一方面取決于建模目的或模型的用途；另一方面取決于建模方式與流域離散化方法。分布式水文模型雖然有不同的建模目的和方式，可以采用不同的流域離散化方法，但模型的基本結(jié)構(gòu)大致相同。一般分為三大部分：分布式輸入模塊，用于處理流域空間分布信

16、息，為水文模型提供空間輸入數(shù)據(jù)和確定模型參數(shù)。目前，降水、氣溫和輻射等分布信息主要通過(guò)空間插值模型來(lái)獲得。土壤和植被的分布數(shù)據(jù)主要利用遙感影像獲得。單元水文模型，是產(chǎn)匯流計(jì)算的核心。在第一類分布式水文模型中一般基于網(wǎng)格單元建立水力學(xué)模型，采用簡(jiǎn)化的圣維南方程組進(jìn)行網(wǎng)格單元匯流計(jì)算。在第二類分布式水文模型中一般采用水文學(xué)方法建立概念性模型，即在每一個(gè)網(wǎng)格單元上應(yīng)用傳統(tǒng)的概念性模型來(lái)推求凈雨，再進(jìn)行匯流演算，最后求得出口斷面流量。河網(wǎng)匯流模型，河網(wǎng)匯流演算一般采用動(dòng)力波方法和類似馬斯京根方法3。Lenhart等6和Kannan7等從理論上闡述了模型參數(shù)的不確定性，并且對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行了敏感性分析。前

17、者采用兩種方法對(duì)比分析，結(jié)果表明：水文和水質(zhì)的最敏感參數(shù)是土壤屬性，諸如土壤容重、含水量、傳導(dǎo)率等。而植物屬性參數(shù)(如最大葉面積指數(shù))和坡長(zhǎng)、坡度和CN值一樣也有較高的敏感性。后者則重點(diǎn)研究了CN值在蒸發(fā)、徑流中的重要地位。Ei-leen Chen和Mackay8指出了參數(shù)對(duì)空間分布式非點(diǎn)源污染模型的影響，重點(diǎn)分析了SWAT模型中的MUSLE和HRU兩個(gè)特定組件對(duì)模擬結(jié)果的影響。第二章 研究區(qū)域2.1 研究區(qū)范圍及研究意義琿春地處中、朝、俄三國(guó)交界的地帶，歷史上琿春曾一度成為中原地區(qū)、日本、俄羅斯等東北亞國(guó)家友好交流的橋梁，邊境貿(mào)易十分活躍，是東北亞地區(qū)的幾何中心。琿春特殊的地理位置（如上圖）

18、，不僅使琿春具有外向型經(jīng)濟(jì)的優(yōu)越條件，也使其成為國(guó)際文化交流的重要基地。在圖們江流域經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)大背景下，研究本區(qū)域自然水文基礎(chǔ)，可為洪水、旱澇等災(zāi)害提供預(yù)測(cè)模型，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供基礎(chǔ)支持，具有重要意義，在圖們江流域水文科學(xué)研究方向上也是一種積極的嘗試和探索。第三章 SWAT的琿春河水文模擬3.1水文模擬的數(shù)據(jù)和軟件環(huán)境：本文屬于軟件操作型研究，在資料數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)的完整性對(duì)結(jié)果影響是明顯的。所使用的數(shù)據(jù)包括以下幾部分：(1)琿春地區(qū)DEM的原始數(shù)據(jù)，柵格大小為100m100m。(2)土地利用/覆蓋數(shù)據(jù)為琿春土地利用圖。(3)土壤數(shù)據(jù)為依據(jù)數(shù)字化延邊地區(qū)土壤分類圖再加工提取。(4)琿春地

19、區(qū)氣象數(shù)據(jù)：徑流量、降水、氣溫、輻射，時(shí)間長(zhǎng)度為10年。1990年-1995年做基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，1996年-2000年做檢測(cè)數(shù)據(jù)。各年份數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)計(jì)算和校準(zhǔn)后再做統(tǒng)一處理。本研究對(duì)軟件環(huán)境要求也比較高。其是基于ArcGIS desktop9.2pack6版本，SWAT安裝程序是在SWAT主頁(yè)（ HYPERLINK /swat/ /swat/）獲取的。SWAT是采用組件式方式內(nèi)嵌到ArcGIS desktop中，在ArcGIS軟件環(huán)境下進(jìn)行操作。SWAT安裝完畢后作為ArcGIS desktop軟件的一個(gè)擴(kuò)展模塊，只需要在extensions中加載SWAT模塊就能進(jìn)行操作，大大簡(jiǎn)化了操作，界面可視性好。

20、進(jìn)行本研究需要的軟件環(huán)境包括：(1)ArcSWAT 2.1.4。(2)ArcGIS desktop軟件9.2stack6。(3)Microsoft .NET Framework 2.0 SP1(4)Adobe Acrobat Reader Version 8 or higher操作步驟為：基于延邊州DEM，通過(guò)ArcCatalog采用Mask方法裁減出琿春行政區(qū)域，建立SWAT project，在已有數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上分別提取出水文相應(yīng)單元，建立土地利用/覆蓋數(shù)據(jù)庫(kù)、土壤類型分布數(shù)據(jù)庫(kù)、氣象氣候數(shù)據(jù)庫(kù)，在數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行琿春河流域徑流模擬及影響因素分析。3.2 水文響應(yīng)單元（hydrologic

21、response units,HRU）在琿春地區(qū)DEM基礎(chǔ)上，將其網(wǎng)格化，提取流域面積為6925畝（ha）?；贒EM提取區(qū)內(nèi)河網(wǎng)，在河流交匯出人工確定outlet點(diǎn)，選中所有outlet9點(diǎn)，提取出河流流域，本文分別將流域分7個(gè)子流域和16個(gè)子流域，見(jiàn)圖二。土地利用/覆蓋數(shù)據(jù)庫(kù)代碼序號(hào)新三類本文歸類1FRST有林地、灌木林、疏林地、未成林、造林地、跡地、苗圃林地2AGRL灌溉水田、望天田、水澆地、旱地、菜地、果園、桑園、茶園、橡膠園、其它園地耕地3HAY灘涂、鹽堿地、沼澤地、裸巖、石礫地、沙地、裸土地未利用土地4WATR港口、碼頭、河流水面、湖泊水面、水庫(kù)水面、坑塘水面水域5URMD城鎮(zhèn)、農(nóng)

22、村居民點(diǎn)、獨(dú)立工礦用地、鹽田、特殊用地、鐵路、公路、農(nóng)村道路、民用機(jī)場(chǎng)、居民用地6SWGR天然草地、改良草地、人工草地其他用地表表一 土地利用分類以及相應(yīng)的SWAT分類序號(hào)我國(guó)土地利用分類標(biāo)準(zhǔn)有：八大類、過(guò)渡時(shí)期分類和新三類，并且各自有一套數(shù)據(jù)分類編碼體系標(biāo)準(zhǔn)。過(guò)渡時(shí)期和新三類比較類似，少數(shù)類別不同，比如在建設(shè)用地下，過(guò)渡分類中分3類，而新標(biāo)準(zhǔn)中分了8類。本文所采用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采用的是過(guò)渡時(shí)期的分類編碼，在此基礎(chǔ)上按照土地利用類名進(jìn)行數(shù)據(jù)從新分類，得出琿春流域土地利用類型有38類（如圖2），在此基礎(chǔ)上按照本文的標(biāo)準(zhǔn)從新分6類，以便分析和操作，分類標(biāo)準(zhǔn)如表1，分類后效果圖如圖3。3.4模型參數(shù)模型中

23、有些參數(shù)，如子流域坡度與長(zhǎng)度等，可以根據(jù)DEM計(jì)算出來(lái)。一些反映下墊面狀況的參數(shù)如CN值、冠層最大截留量Cmax、可以由劃分好的子流域土地覆蓋和土壤類型來(lái)確定。根據(jù)1996-2000年5年實(shí)測(cè)逐日流量資料對(duì)模型的率定，土壤蒸散發(fā)消耗系數(shù)esco為0.8，表層土壤飽和導(dǎo)水率Ksat為23mm/hr,蓄水層補(bǔ)給遲滯時(shí)間gw為9d，基流消退系數(shù)（表2）。表2 琿春河流域SCS模型CN值CNABCDIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII1林地626433757765482876280912耕地2746674968806280917182943未利用土地11314940607855738864

24、81924居民用地5140867082927689968292975其他用地5674886985947890968493976水域65981009598100959810095981003.5土壤類型數(shù)據(jù)庫(kù)琿春地區(qū)主要的土壤類型有三類：暗棕壤、白漿壤、水稻土，土壤屬性表見(jiàn)表3。本文主要通過(guò)對(duì)以往土壤分布圖數(shù)字化結(jié)果圖再處理獲得土壤分布范圍，并建立相應(yīng)的屬性信息。參考了張明旭的晉江西溪流域降雨徑流的SWAT模型模擬的土壤屬性分類方法。表3 土壤屬性表土壤名稱SCS土壤類型層數(shù)土壤容重 （g/cm3）有效田間持水量(mmh2o/mm soil)土壤飽和水力傳導(dǎo)率（mm/hr）暗棕壤B12.110.

25、1518.322.080.1415.7白漿壤D11.400.125.5921.460.092.05水稻土C11.3821.430.131.02灰棕壤B12.100.1618.622.120.1515.8A型土壤:為滲透性很強(qiáng)，具有較低產(chǎn)流量，主要是一些具有良好透水性能的沙土或礫石土，土壤在水分完全飽和的情況下仍然具有很高入滲速率和導(dǎo)水率。B型土壤:為滲透性較強(qiáng)的土壤，主要是一些砂壤土，或者在土壤剖面的一定深度具有一層弱不透水層，當(dāng)土壤在水分完全飽和的情況下仍然具有較高的入滲速率。C型土壤:為中等透水性土壤，主要為壤土，但在土壤剖面的一定部位存在一層不透水層，土壤在水分完全飽和的情況下保持中等入

26、滲速率。D型土壤:為弱透水性土壤，有較強(qiáng)的產(chǎn)流能力，主要為含有高膨脹性的粘性土壤3。3.6琿春河流域坡度提取延邊地區(qū)高度較高，坡度較緩，廣闊的平坦面積和高峻的山地面積很少，高原及臺(tái)地地形占主導(dǎo)地位10。將本區(qū)坡度從新分類，根據(jù)坡度大小與土地利用間的關(guān)系，將琿春河流域分成5大類，分類標(biāo)準(zhǔn)（表四），分類結(jié)果如圖五。表四 琿春河流域坡度分類表類別坡度10- 929- 15315- 25。425- 50。550- max3.7氣象氣候數(shù)據(jù)本流域?qū)俅箨懶约撅L(fēng)氣候區(qū)，受西伯利亞冷高壓和太平洋季風(fēng)影響，春季風(fēng)大而干燥，夏季濕潤(rùn)多雨，秋季涼爽多霧，冬季漫長(zhǎng)而寒冷11。一年中寒暑溫差懸殊，春秋雨季短促，多年平均

27、氣溫56。C，最高氣溫363，發(fā)生于1977年7月30日，最低氣溫為-325，發(fā)生于1972年2月6日。多年平均蒸發(fā)量為1 344.6mm(20cm)，全年元霜期為145.6d。多年平均日照時(shí)數(shù)為2322.4h，最大凍土深度為155m，發(fā)生在1981年3月11。多年平均風(fēng)速36ms，多年平均月最大風(fēng)速為4.8 ms，歷年瞬時(shí)最大風(fēng)速為21ms，其風(fēng)向?yàn)閃NW，出現(xiàn)在1972年2月19日。多年平均降水量為632.3mm，降水主要集中在69月份，占全年降水的70左右，降水日數(shù)在100130d；琿春河流域的降水量年季間變化很大，年降水量Cv值在0.25左右，豐枯水年之比為1.5倍，實(shí)測(cè)最大與最小年降

28、水量相差達(dá)37倍逐年各月份模擬值與實(shí)際的相對(duì)誤差，采用的公式為：相對(duì)誤差=（實(shí)際值-模擬值）/實(shí)際值* 100表5 實(shí)際值與模擬值相對(duì)誤差年份一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月1996-0.8 -5.6 6.0 -7.1 -2.1 1.8 4.7 -1.5 -11.7 8.3 3.1 0.1 199710.5 -8.2 -14.3 -9.6 -5.7 -2.0 -22.9 4.0 -6.7 1.2 4.7 -0.2 1998-2.3 6.5 -1.3 -12.0 -2.8 -0.9 -1.4 -3.5 -3.3 -6.1 -2.4 -19.2 19992.0 -1.8 -1.

29、1 -5.9 -5.1 -3.1 -4.4 6.0 -10.6 5.6 -7.1 6.3 2000-3.9 -6.9 -7.9 4.1 -6.9 -3.6 -0.2 -1.0 -1.4 -4.6 -3.1 -1.1 20013.0 -16.9 -27.7 -16.9 -5.1 -13.8 -1.3 -2.5 -11.0 -3.4 -15.2 -18.0 20024.2 4.5 -3.9 1.6 -4.0 -0.3 0.9 -1.8 -0.2 0.0 -2.2 -10.7 20032.8 -12.0 -2.7 -33.3 0.0 -16.3 2.6 -9.1 -7.7 -4.1 2.8 -4.9

30、 2004-8.2 -15.8 -5.0 1.9 -3.6 2.2 4.9 -47.2 -1.1 -7.7 -1.6 -40.1 2005-24.1 -29.7 -39.3 -7.4 -3.7 -31.3 -1.6 4.4 -4.7 -26.1 56.3 -0.4 結(jié)論和討論通過(guò)生成流域水系和分水線、自動(dòng)提取坡向、坡度和其它地形參數(shù)，并將DEM與土壤、植被、地質(zhì)、水文特性參數(shù)的空間分布疊加在一起組合成為整個(gè)水文模擬的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。對(duì)10組不同的氣溫和降水組合進(jìn)行徑流量的模擬計(jì)算，得出：降水變化對(duì)琿春河徑流量的影響較大，氣溫影響相對(duì)小得多。徑流量隨降水的增加而增大，隨氣溫的升高而減小。降水量對(duì)徑流變

31、化影響的相關(guān)系數(shù)為0.78，氣溫影響相對(duì)小得多，相關(guān)系數(shù)為0.14，其他因素總和為0.08。本文在假定氣候和上地覆蓋情景基礎(chǔ)上，進(jìn)行了琿春河流域水資源變化的預(yù)測(cè)，分析不同氣溫和降水組合條件下的徑流量變化結(jié)果為：溫度增加2.4且降水減少20%，模擬徑流量減少28%；溫度減小2且降水量增加20%，模擬徑流量增加47%。隨著地表林地面積增加，琿春地區(qū)由于個(gè)人水平有限加上數(shù)據(jù)不完整，本文不足在于數(shù)據(jù)處理上，尤其是土壤數(shù)據(jù)部分，并沒(méi)有十分嚴(yán)格的按照標(biāo)準(zhǔn)去操作進(jìn)行。測(cè)定結(jié)果是多次對(duì)比得出的，各因素相關(guān)性存在問(wèn)題，其他給定情景水文模擬結(jié)果相關(guān)系數(shù)較低，不具有參考價(jià)值，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也參考了以前相關(guān)領(lǐng)域的研究成果。

32、總體上看，徑流模擬與實(shí)測(cè)值相關(guān)系數(shù)為平均0.78，模擬算是比較合格。雖然理論上不是十分嚴(yán)密，但對(duì)變化環(huán)境下的水文響應(yīng)研究提供了一條新的途徑。參考文獻(xiàn)1 李道峰,胡鐵松,黃金華.SWAT模型的原理、結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用研究J.中國(guó)農(nóng)村水利水電.2008,3:24-28.2 李道峰,劉昌明.基于RS與GIS技術(shù)的分布式水文模型模擬徑流變化芻議J.水土保持學(xué)報(bào),2004,18(4):12-15.3 張明旭.晉江西溪流域降雨徑流的SWAT模型模擬D.福建師范大學(xué)碩士學(xué)位論文.2007:6-43.4 熊立華,郭生練.分布式水文模型M.北京:中國(guó)水利出版社,2005. 5 車騫. 基于SWAT模型的黃河源區(qū)分布式水文模擬D. 蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文,2006:4-66.6 T Lenhart, K Eckhardt, N Fohrer,et al. Comparison of two different approaches of sensi