不同分布式水文模型在大洋河流域對比運用研究

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對比運用研究

胡曉松

（遼寧省鞍山水文局，遼寧鞍山114000）

為對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年水文數據，分別運用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誤差均＜8%，確定性系數達到0.7以上，而VIC模型模擬徑流深相對誤差均＞10%，且確定性系數均＜0.6。

SWAT模型；VIC模型；徑流模擬；大洋河流域；適用性；相對誤差

0 引 言

隨著計算機和地理信息技術的快速發展，將流域劃分成不同計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前國內外學者廣泛應用與流域水文模擬的有效模擬平臺。國外學者開發的分布式水文模型SWAT模型和VIC模型，由于開發出操作平臺，模型數據較易獲取得到國內學者在不同流域的廣泛應用，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比研究較少，為此，文章將SWAT模型和VIC模型同時運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年水文數據，對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模型在國內運用已較為成熟，因此，文章對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［4］［5］。

3 研究區域概況及研究資料

3.1 研究區域概況

大洋河位于遼寧省東部區域，河流發源于岫巖滿族自治縣，河流全長230.2 km，流域面積為6 504 km2，是遼寧東部半島區域最大的1條獨流入海河流，流域水系發育良好，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域為研究流域（見圖1），研究流域面積為4 810 km2，流域內有9個降雨站點，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數據、土地利用類型數據、土壤類型數據以及水文、氣象數據，其中：

1）DEM數據下載與國家空間數據共享平臺提供的分辨率為90s的全球DEM數據，結合流域邊界得到研究流域DEM數據。

2）土地利用類型數據下載與中科院地理所提供的1km×1km的2000年全國土地利用數據，結合研究區邊界獲取研究流域土地利用數據。

3）土壤類型數據，下載于中科院土壤所提供的全國1∶400，0000土壤類型數據，應用流域邊界得到研究流域土壤類型數據。

4）水文數據，收集流域出口沙里寨水文站2000—2010年水文數據。

5）氣象數據：收集了流域內岫巖氣象站2000—2010年氣象要素數據，氣象要素數據包括日平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、相對濕度、日照時數、太陽輻射。

4 模型對比分析

基于沙里寨水文站2000—2010年水文數據，分別應用SWAT模型和VIC模型模擬了大洋河沙里寨以上流域的徑流量，模擬對比結果見表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誤差均＜10%，且確定性系數達到0.7以上，滿足流域的模擬精度規范要求，而VIC模型在大洋河流域徑流模擬精度較差，模擬的徑流深相對誤差＞10%，確定性系數＜0.6。

圖2 兩種分布式水文模型徑流模擬與實測流量對比圖

從圖2中也可看出，SWAT模擬的徑流和實測徑流過程上較為吻合，而VIC模型模擬流量和實測值吻合度相對較差。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 論

文章分別運用VIC模型和SWAT模型，模擬了大洋河流域的徑流，并對比分析了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測值更加吻合，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以上流域徑流模擬［D］.長春：吉林大學，2007.

［3］劉謙.VIC大尺度陸面水文模型在中國區域的應用［D］.長沙：湖南大學，2004.

［4］王寧.基于VIC模型和SDSM的氣候變化下西北旱區的徑流響應模擬［D］.西安：西北農林科技大學，2014.

［5］李成六.基于SWAT模型的石羊河流域上游山區徑流模擬研究［D］.蘭州：蘭州大學，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，遼寧遼陽人，工程師。