气候情景下基于swat模型闪电河流域径流模拟的研究

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1、摘要突出的气候变化问题，使得人类合理有效的应对气候变化成为一项艰巨的任务。本文以内蒙古闪电河流域为研究对象，应用传统的水文统计方法分析了蓝旗、多伦两站1961-2009年的水文气象要素变化特征；应用基于ARCGIS9.3界面下的SWAT模型，通过构建模型基础数据库，对闪电河流域水文过程进行模拟，模型采用1962～1975年月径流资料进行参数率定，将1986-2001年作为模型的检验期对模型的适用性进行评估。结果表明：实测与模拟的逐月流量总体较为接近，率定期和验证期的Nash-Sutcliffe效率系数均大于0.60，

2、实测与模拟的月流量之间的相关系数在0.65以上，率定期的多年平均相对误差小于5%。由于人类活动的影响，验证期的模拟误差相对较大，超过12%。总体来看，SWAT模型参数经多次率定之后，能够较好地模拟干旱半干旱地区的径流过程，在同类地区具有一定的适用性。模拟过程中，对于降水量突然增大的月份，SWAT模型对月径流量的模拟结果往往超过实测值一倍，直接导致整个模拟过程的误差偏大。根据英国Hadley气候预测与研究中心的区域气候模型HadCM3输出A2、B2和A1B三种情景下的1961年-2050年逐日气象要素序列，以1961年

3、-1990年为基准期，模拟A2、B2和A1B情景下闪电河流域2011年-2050年的径流变化响应过程。结果表明：未来40年三种情景下气温较基准期均呈现上升趋势，A2、B2情景下降水、径流量较基准期呈减少趋势，A1B情景下降水增加，径流量相对基准期则呈现先减少后增加趋势。该项研究结果可为闪电河流域开展应对气候变化以及气候变化的适应性研究提供科学依据，对于流域未来水资源合理分配具有重要的理论参考意义。关键词：气候变化；气候情景；SWAT模型；闪电河流域；径流模拟国家自然科学基金资助项目（51149006），中英瑞气候变

4、化适应项目(ACCC/20100620)ResearchondischargesimulatebasedonSWATmodelundertheclimatescenariosofShandianRiverAbstractCopingwithclimatechangeeffectivelyhasbeenbecomingahugetaskforhumanbeingduetoprominentclimatechangeanditspotentialeffects.BasedonthecasestudyofInnerMong

5、oliaShandianRiverbasin,thispaperappliestraditionalhydrologicalstatisticalmethodtoanalyzevariationfeatures(1961-2009)ofhydrologicalandmeteorologicalelementsatLanqistationandDuolunstation.ItappliesSWATmodelbasedonARCGIS9.3interfacetosimulatethehydrologicalprocess

6、ofShandianRiverbasin,basedonbuildingtheunderlyingdatabase.Thismodeladoptsmonthlyrunoffdatabetween1962and1975toconductparametercalibration.Aswell,ittakestheperiodbetween1986and2001asthemodeltestperiodtoassesstheapplicabilityofthemodel.Theresultshowsthatmeasureda

7、ndestimatedmonthlyflowratearecloseroverall,Nash-Sutcliffecoefficients,aswellascorrelationcoefficientsbetweenrecordedandsimulateddischargeforbothcalibrationperiodandthevalidationperiodareallabove0.60whilerelativeerrorsarelessthen5%.Partlyduetointensivehumandistu

8、rbanceinthevalidationperiod,relativeerrorofvalidationperiodismorethan12%,indicatingSWATmodelperformswellformonthlydischargesimulation,andcouldbeappliedtothecatchmentsinthear