VIC模型在漳河上游流域的适用性分析

1、vic模型在漳河上游流域的适用性分析【摘要】通过运用vic模型对漳河上游流域有代表性水文站进行径流 模拟，探讨vie模型在大中型流域的适用性，结果表明：vie模型在 漳河上游流域具有较好的适用性，各站自建站至1986年都具有较好的 模拟效果，率定期和检验期nsc均在70%以上，相对误差控制在2%以 内，满足该流域水资源评价与规划要求。本文采集自网络，本站发布的论文均是优质论文，供学习和研究 使用，文中立场与本网站无关，版权和著作权归原作者所右，如存不 愿意被转载的情况，请通知我们删除己转载的信息，如果需要分享， 请保留本段说明。【关键词】漳河上游流域；vic模型：径流模拟；适用性analysi

2、s of the vic model applicability in the upstream ofzhanghe river basinsun hui-xia(gongyi city reservoir management ccntcrgongyihcnan451200) abstract through runoff simulation on behalf of theupstream of zhanghe river basin hydrological station by usingvic model， to investigate the applicability of v

3、ic model in the large and middle scale watershed, the results show that： thevic model has good applicability in the upstream of zhanghe riverbasin, the station has a good simulation effect site in -1986years, regular inspection rate and period of nsc arc in the morethan 70% , the relative error is c

4、ontrolled within 2% ,satisfying the requirement of water resources in the river basinplanning and evaluation.key words the upstream of zhanghe river； vic model； runoffsimulation； applicability1. 引言(1) 近几年，vic模型对流域径流模拟己成为热点，如马贺等1 应用vic模型对老哈河流域径流模拟;张磊磊等2应用vic模型对三 江源地区产汇流模拟；胡彩虹等3应用vic模型对流域径流模拟；金 君良等4研究

5、vic模型在西北干旱半干旱地区的应用。本文采用vic 模型对漳河上游流域进行径流模拟，可为漳河上游流域水资源评价与 规划提供依据。(2) 深入探讨漳河上游降水径流形成规律，正确把握该区域水资 源变化成因，科学预测未来漳河上游水资源变化情况，可为漳河上游 水资源的可持?m开发利用和生态环境改善提供科学参考，对于促进当 地经济持续、稳定和快速发展有十分重大的意义。2. 研究方法2. 1vic模型简介vic (variable infiltration capacity)模型是由 washington大学、california大学berkely分校和princeton大学的研究者基于 wood等人的

6、思想共同研发的一种基于svats ( soil vegetation atmospheric transfer schemes)的大尺度分布式水文模型。基本过 程为考虑陆-气间水文收支和能量收支过程、次m格内地面植被类型不 均匀性、土壤蓄水能力的空间分布不均匀性、基流退水的非线性和山 区地形对降雨和气温的影响56。vic模型的参数可分为四类：气 象参数、植被参数、土壤参数和水文参数。其中气象参数、植被参数 和土壤参数一经率定，在模型运行过程中不再进行微调，而水文参数 则需要根据实测的流量来确定。2. 2研究区概况漳河上游流域在海河流域西南方，流域面积为18284km2,多年平 均降雨量为564

7、. 8mm，横跨豫、晋、冀3省4个市的22个县(市、区)， 流域内支流众多，主要为清漳河和浊漳河。上源可分东西两区，其中 东区多为石质山区，山高谷深，岩石裸露，坡陡流急，含沙量少，称 清漳河；西区多为山丘和盆地区，盆地内植被覆盖较差，泥沙较多， 称浊漳河。漳河上游流域属温带大陆性气候，四季分明，冬春干旱多 风，夏季温和多雨，秋季天高气爽，总之，冬天不太冷，夏天不太热。2. 3检验方法。2. 3. 1以vic模型为基础，利用漳河上游流域7个有代表性水文 站资料为基础进行模型验证。观台站是漳河流域较早设立的水文测 站，在20世纪60、70年代又陆续设立了一些测站进行水文观测。综 合考虑资料序列及代

8、表性，本研宄选择7个水文站进行流域水文模拟研究。2.3.2模型参数的率定主要有2个目标函数：nash-sutcliffe效 率系数(nsc)和相对误差(rc)。nsc表示模拟的流量过程和观测的 流量过程之间的吻合程度；re是一个水量平衡指标，反映了模拟总径 流和实测总径流之间的相对误差。若nsc的值越接近1，re的值越接 近0,则表示模拟效果越好。表达式如下：nsc=l-2 (qobs-qsim) 2 2 (qobs-q-obs) 2re=rsim-robsrobsxloo% (1)式中：qobs和qsim分别是观测和模拟的流量过程；q-obs是观测流量的均值；robs和rsim分别是观测和模

9、拟的总径流量。3. 模型率定及检验根据流域内气候变化和人类活动现状，漳河上游流域在20世纪 70年代之前受人类活动影响相对较少，而在70年代后期人类活动对河川径流量的影响逐步增加3.1径流模拟(1) 首先采用1970年之前的资料率定模型，模型参数反映了接 近天然状况的产流特征。固定模型参数，采用各子流域建站至1986 年的降水、气温、日照、风速等资料，模拟各代表站的长系列天然径 流量过程，研究分析人类活动对河川径流量的可能影响。图1至图7 分别给出丫各站19711986年实测与模拟的径流景结果图。(2) 从图1至图7可以看出：各站在月径流模拟过程中，模型的模拟值与实测值趋势基本一致，拟合成功。

10、3. 2结果分析。(1) 利用模拟与实测流量，代入公式(1)，得出表1结果：(2) 巾表1可以看出：(1) vic模型对漳河上游各站均有较好的 模拟效果，率定期和检验前nsc均在70%以上，相对误差控制基本在 2%以内；(2)相比而言，模型对蔡家庄和石梁水文站模拟效果相对较 好。4. 结论本文通过运用vic模型对漳河上游流域进行径流模拟，探讨其在 漳河上游流域适用性，得到以下主要结论：(1) 模拟径流量与实测径流量的丰枯变化特征较为一致，说明降 水决定了流域水资源的多寡及丰枯变化。(2) 模型对前期径流量模拟效果较好，对一些站点后期径流量模 拟值明显偏大；巾于受到人类活动的影响，使得后期实测径

11、流量明显 偏小，这是后期径流量模拟偏高的主要原因。(3) 对漳河上游流域支流站蔡家庄站19711986模拟径流量与 实测径流量非常吻合，说明这段时期漳河上游支流受人类活动影响轻 微。参考文献1 马贺，江善虎，任立良等.vic模型在老哈河流域径流模拟中 的应用j.水文，2013，33 (3)： 5255.2 张磊磊，郝振纯等.vic模型在三江源地区产汇流模拟中的应 用j.水电能源科学，31 (1): 1820.3胡彩虹，郭生练等.vic模型在流域径流模拟中的应用j.人 民黄河，2005, 27 (10)： 2224.4金君良，陆桂华，吴志勇.vic模型在西北干旱半干旱地区的 应用研究j. 2010，28 (1)： 1214.5宋星原，余海燕，张利平等.vic陆面水文模型在白莲河流域