VIC模型在漳河上游流域的適用性分析

1、vic模型在漳河上游流域的適用性分析【摘要】通過(guò)運(yùn)用vic模型對(duì)漳河上游流域有代表性水文站進(jìn)行徑流 模擬，探討vie模型在大中型流域的適用性，結(jié)果表明：vie模型在 漳河上游流域具有較好的適用性，各站自建站至1986年都具有較好的 模擬效果，率定期和檢驗(yàn)期nsc均在70%以上，相對(duì)誤差控制在2%以 內(nèi)，滿(mǎn)足該流域水資源評(píng)價(jià)與規(guī)劃要求。本文采集自網(wǎng)絡(luò)，本站發(fā)布的論文均是優(yōu)質(zhì)論文，供學(xué)習(xí)和研究 使用，文中立場(chǎng)與本網(wǎng)站無(wú)關(guān)，版權(quán)和著作權(quán)歸原作者所右，如存不 愿意被轉(zhuǎn)載的情況，請(qǐng)通知我們刪除己轉(zhuǎn)載的信息，如果需要分享， 請(qǐng)保留本段說(shuō)明?！娟P(guān)鍵詞】漳河上游流域；vic模型：徑流模擬；適用性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) 近幾年，vic模型對(duì)流域徑流模擬己成為熱點(diǎn)，如馬賀等1 應(yīng)用vic模型對(duì)老哈河流域徑流模擬;張磊磊等2應(yīng)用vic模型對(duì)三 江源地區(qū)產(chǎn)匯流模擬；胡彩虹等3應(yīng)用vic模型對(duì)流域徑流模擬；金 君良等4研究

5、vic模型在西北干旱半干旱地區(qū)的應(yīng)用。本文采用vic 模型對(duì)漳河上游流域進(jìn)行徑流模擬，可為漳河上游流域水資源評(píng)價(jià)與 規(guī)劃提供依據(jù)。(2) 深入探討漳河上游降水徑流形成規(guī)律，正確把握該區(qū)域水資 源變化成因，科學(xué)預(yù)測(cè)未來(lái)漳河上游水資源變化情況，可為漳河上游 水資源的可持?m開(kāi)發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境改善提供科學(xué)參考，對(duì)于促進(jìn)當(dāng) 地經(jīng)濟(jì)持續(xù)、穩(wěn)定和快速發(fā)展有十分重大的意義。2. 研究方法2. 1vic模型簡(jiǎn)介vic (variable infiltration capacity)模型是由 washington大學(xué)、california大學(xué)berkely分校和princeton大學(xué)的研究者基于 wood等人的

6、思想共同研發(fā)的一種基于svats ( soil vegetation atmospheric transfer schemes)的大尺度分布式水文模型。基本過(guò) 程為考慮陸-氣間水文收支和能量收支過(guò)程、次m格內(nèi)地面植被類(lèi)型不 均勻性、土壤蓄水能力的空間分布不均勻性、基流退水的非線性和山 區(qū)地形對(duì)降雨和氣溫的影響56。vic模型的參數(shù)可分為四類(lèi)：氣 象參數(shù)、植被參數(shù)、土壤參數(shù)和水文參數(shù)。其中氣象參數(shù)、植被參數(shù) 和土壤參數(shù)一經(jīng)率定，在模型運(yùn)行過(guò)程中不再進(jìn)行微調(diào)，而水文參數(shù) 則需要根據(jù)實(shí)測(cè)的流量來(lái)確定。2. 2研究區(qū)概況漳河上游流域在海河流域西南方，流域面積為18284km2,多年平 均降雨量為564

7、. 8mm，橫跨豫、晉、冀3省4個(gè)市的22個(gè)縣(市、區(qū))， 流域內(nèi)支流眾多，主要為清漳河和濁漳河。上源可分東西兩區(qū)，其中 東區(qū)多為石質(zhì)山區(qū)，山高谷深，巖石裸露，坡陡流急，含沙量少，稱(chēng) 清漳河；西區(qū)多為山丘和盆地區(qū)，盆地內(nèi)植被覆蓋較差，泥沙較多， 稱(chēng)濁漳河。漳河上游流域?qū)贉貛Т箨懶詺夂?，四季分明，冬春干旱?風(fēng)，夏季溫和多雨，秋季天高氣爽，總之，冬天不太冷，夏天不太熱。2. 3檢驗(yàn)方法。2. 3. 1以vic模型為基礎(chǔ)，利用漳河上游流域7個(gè)有代表性水文 站資料為基礎(chǔ)進(jìn)行模型驗(yàn)證。觀臺(tái)站是漳河流域較早設(shè)立的水文測(cè) 站，在20世紀(jì)60、70年代又陸續(xù)設(shè)立了一些測(cè)站進(jìn)行水文觀測(cè)。綜 合考慮資料序列及代

8、表性，本研宄選擇7個(gè)水文站進(jìn)行流域水文模擬研究。2.3.2模型參數(shù)的率定主要有2個(gè)目標(biāo)函數(shù)：nash-sutcliffe效 率系數(shù)(nsc)和相對(duì)誤差(rc)。nsc表示模擬的流量過(guò)程和觀測(cè)的 流量過(guò)程之間的吻合程度；re是一個(gè)水量平衡指標(biāo)，反映了模擬總徑 流和實(shí)測(cè)總徑流之間的相對(duì)誤差。若nsc的值越接近1，re的值越接 近0,則表示模擬效果越好。表達(dá)式如下：nsc=l-2 (qobs-qsim) 2 2 (qobs-q-obs) 2re=rsim-robsrobsxloo% (1)式中：qobs和qsim分別是觀測(cè)和模擬的流量過(guò)程；q-obs是觀測(cè)流量的均值；robs和rsim分別是觀測(cè)和模

9、擬的總徑流量。3. 模型率定及檢驗(yàn)根據(jù)流域內(nèi)氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)現(xiàn)狀，漳河上游流域在20世紀(jì) 70年代之前受人類(lèi)活動(dòng)影響相對(duì)較少，而在70年代后期人類(lèi)活動(dòng)對(duì)河川徑流量的影響逐步增加3.1徑流模擬(1) 首先采用1970年之前的資料率定模型，模型參數(shù)反映了接 近天然狀況的產(chǎn)流特征。固定模型參數(shù)，采用各子流域建站至1986 年的降水、氣溫、日照、風(fēng)速等資料，模擬各代表站的長(zhǎng)系列天然徑 流量過(guò)程，研究分析人類(lèi)活動(dòng)對(duì)河川徑流量的可能影響。圖1至圖7 分別給出丫各站19711986年實(shí)測(cè)與模擬的徑流景結(jié)果圖。(2) 從圖1至圖7可以看出：各站在月徑流模擬過(guò)程中，模型的模擬值與實(shí)測(cè)值趨勢(shì)基本一致，擬合成功。

10、3. 2結(jié)果分析。(1) 利用模擬與實(shí)測(cè)流量，代入公式(1)，得出表1結(jié)果：(2) 巾表1可以看出：(1) vic模型對(duì)漳河上游各站均有較好的 模擬效果，率定期和檢驗(yàn)前nsc均在70%以上，相對(duì)誤差控制基本在 2%以?xún)?nèi)；(2)相比而言，模型對(duì)蔡家莊和石梁水文站模擬效果相對(duì)較 好。4. 結(jié)論本文通過(guò)運(yùn)用vic模型對(duì)漳河上游流域進(jìn)行徑流模擬，探討其在 漳河上游流域適用性，得到以下主要結(jié)論：(1) 模擬徑流量與實(shí)測(cè)徑流量的豐枯變化特征較為一致，說(shuō)明降 水決定了流域水資源的多寡及豐枯變化。(2) 模型對(duì)前期徑流量模擬效果較好，對(duì)一些站點(diǎn)后期徑流量模 擬值明顯偏大；巾于受到人類(lèi)活動(dòng)的影響，使得后期實(shí)測(cè)徑

11、流量明顯 偏小，這是后期徑流量模擬偏高的主要原因。(3) 對(duì)漳河上游流域支流站蔡家莊站19711986模擬徑流量與 實(shí)測(cè)徑流量非常吻合，說(shuō)明這段時(shí)期漳河上游支流受人類(lèi)活動(dòng)影響輕 微。參考文獻(xiàn)1 馬賀，江善虎，任立良等.vic模型在老哈河流域徑流模擬中 的應(yīng)用j.水文，2013，33 (3)： 5255.2 張磊磊，郝振純等.vic模型在三江源地區(qū)產(chǎn)匯流模擬中的應(yīng) 用j.水電能源科學(xué)，31 (1): 1820.3胡彩虹，郭生練等.vic模型在流域徑流模擬中的應(yīng)用j.人 民黃河，2005, 27 (10)： 2224.4金君良，陸桂華，吳志勇.vic模型在西北干旱半干旱地區(qū)的 應(yīng)用研究j. 2010，28 (1)： 1214.5宋星原，余海燕，張利平等.vic陸面水文模型在白蓮河流域