水文模型心得

1、水文模拟的相关认识水文模拟是通过水文模型对自然系统的动态描述，进而揭示复杂的水文现象实质。水文模型可以分为随机模型、确定模型、随机耦合模型；也可以分为集总式模型、分布式模型；还可以分为物理模型、数学模型等。现今，数学模型是目前最简单、应用最为广泛、发展速度最快的模型。水文模拟可追溯到1858年Mulvany建立的推理公式方法、1932年Sherman的单位线、1933年Horton的入渗方程、1948年Penman的蒸发公式等,这些标志着水循环各种过程模拟的进展。随后,水文模拟经历了三次“革命”。第一次革命发生在19世纪60年代，当时的计算机数字革命给予了水文模拟更加方便使用。第一类是研制的用

2、于洪水预报的概念性模型，如SAC模型、日本的水箱模型、中国的新安江模型、瑞典的包夫顿模型。第二类是基于物理基础的分布式水文模型。Freeze和Harlan提出了分布式水文模型的构造框架。第二次革命是建立在卫星和雷达的是大量信息的提供，水文模拟所需的数据精度大大提高，并且逐渐迈向实用领域。21世纪，第三次革命的到来。随着人们需求的不断增长，水文模拟不单单只是研究产汇流机制，也注重水文循环和大气圈、植被、土地利用等之间的相互作用。此时，GIS和数据库技术向水文模拟注入了新的血液。水文模型是水循环研究、水文机理研究、水资源管理、水环境保护的基本工具。但是在我们建立水文模型和水文模拟过程中存在很多问题

3、：1. 模型问题。如今我们大多数情况下使用的SWAT模型、MIKE模型、AGNPS模型、Stanford模型等，都是从国外引进的。尽管在我国某些区域，相应的模型与当地实际情况拟合比较好，但是由于这些模型内部结构是以国外的环境情况为基础做的。所以，我们需要从模型内部结构、其方案、算法上出发建立出适合我国国情的模型2. 数据瓶颈。无论是哪种模型，其对数据要求精度及数量特别高，一般涉及水文数据、土地利用、土壤类型、地形、植被等。现在利用3S技术等进行数据收集，较于以前数据，精度大大提高，也省去了很多的人力物力。可是，中国的这些数据共享度低或数据缺失很多。3. 尺度问题。水文模拟过程中时间及空间尺度对

4、模型的复杂性、结构及资料的输入有很大影响，还有水文模型中的尺度如何转换也没有实质性的突破。如果可以定量的解决尺度问题，将会大大地减少模拟的误差及节约资本。现在水文多尺度模拟方法有相邻关系法、聚合解聚法、抽象化法、面向对象法。由于水文尺度问题在实际中的必要性，其研究方法越来越受到关注。4. 模型参数的估计及模型的验证。参数估计现在比较热的就是神经网络方法，还未出现适用于各种模型的通用参数估计方法，以后的趋势即寻找多目标全局优化技术的成熟。而模型的验证很大程度上离不开有效数据。5. 无资料地区的水文模拟及相关系数的确定。对于无资料地区的地区水文模拟可以采用相似性分析方法进行相关参数的确定，可是土地

5、利用情况、植被状况等对模拟影响在一定程度上也是挺大的。解决这类问题对于无资料地区水文模拟也是非常重要的。6. 水文模型的使用。水文模型的建立主要的目的还是投入社会实际生产之中，可使大量的参数及使用的要求会提高投产的难度。所以，发展简单实际的水文模型，制定相关的水文手册，简单易懂的模拟及结果分析是发展的目标之一。SWAT模型的相关了解:SWAT模型是一个流域水文水质模型，是优秀的非点源污染模型之一，主要用于大流域的长时间序列连续模拟计算。SWAT模型是基于物理基础的，采用回归方程来描述输入、输出变量间关系的传统模型，需要详细的流域信息，包括水、土壤特性、地形、植被、土地管理措施等，并将物理过程与

6、水循环、泥沙运动、氮循环等结合起来。SWAT模型在国外，特别是北美地区有很多方面的成功应用如非点源污染控制、水质评价、洪水短期预报等。但是，由于北美地区和中国的实际情况有很大差别，而且很多标准与国内不同，所以在国内要应用SWAT模型必须去改造模型数据库。还有一点，就是模型的驱动需要大量的数据。鉴于，国内水文、气象等各种数据缺乏，这也是实际应用上很大的一个困境。在非点源污染的模拟研究中，运用SWAT模型需要大量的数据进行建库，如Dem、土地利用、气象数据、土壤类型、水文资料等。然后运行SWAT模型并且经过选择和反复调整参数，对参数变化所产生的影响做出定性上的归纳，确定模型主要参数。最后，就是验证

7、模拟结果的精度。I 沈冰,黄领梅，李怀恩等水文模拟研究评述J.西安理工大学学报,2004,20(4):351-355.DOI:10.3969/j.issn.1006-4710.2004.04.004.吴磊，马孝义黄土高原水土流失型非点源污染过程模拟研究进展J.中国科技论文,2015,(13):1497-1506.D0I:10.3969/j.issn.2095-2783.2015.13.005.戚晓明,陆桂华，金君良等.水文尺度与水文模拟关系研究J.中国农村水利水电,2006,(11):28-31.D0I:10.3969/j.issn.1007-2284.2006.11.009.尹雄锐，夏军，张

8、翔等水文模拟与预测中的不确定性研究现状与展望J.水力发电,2006,32(10):27-31.D0I:10.3969/j.issn.0559-9342.2006.10.009.陈利群，刘昌明,袁飞等大尺度资料稀缺地区水文模拟可行性研究J.资源科学,2006,28(1):87-92.D0I:10.3321/j.issn:1007-7588.2006.01.015.李家科，刘健，秦耀民等基于SWAT模型的渭河流域非点源氮污染分布式模拟J.西安理工大学学报,2008,24(3):278-285.D0I:10.3969/j.issn.1006-4710.2008.03.005.胡远安,程声通，贾海峰等

9、非点源模型中的水文模拟-以SWAT模型在芦溪小流域的应用为例J.环境科学研究,2003,16(5):29-32,36.D0I:10.3321/j.issn:1001-6929.2003.05.008.庞靖鹏,徐宗学，刘昌明等.SWAT模型研究应用进展J.水土保持研究,2007,14(3):31-35.D0I:10.3969/j.issn.1005-3409.2007.03.011.任立良,刘新仁数字时代水文模拟技术的变革J.河海大学学报(自然科学版),2000,28(5):1-6.D0I:10.3321/j.issn:1000-1980.2000.05.001.10施征,包为民，瞿思敏等基于相似性的无资料地区模型参数确定J.水文,2015,35(2):33-38.D0I:10.3969/j.issn.1000-0852.2015.02.007.II 原晓平，刘少峰，田贵中等基于DEM的格尔木河流域水系分维分析J国土资源遥感,2013,25(1):111-116.D0I:10.6046/gtzyyg.2013.01.20.12刘晋，魏新平,王军等.SWAT模型在密赛流域的应用与比较研究J.水文,2014,34(6):49-54.D0I:10.3969/j.issn.1000-0852.