基于SWAT的灌区分布式水文模型——Ⅰ.模型构建的原理与方法

针对中国南方丘陵水稻灌区水文特点,在对自然流域水文模型SWAT改进的基础上,构建了灌区分布式水文模型,改进了SWAT的灌溉水运动模块、稻田水分循环模块、稻田水量平衡各要素和产量模拟的计算方法,改变了陆面水文过程的计算结构,增加了渠系渗漏模拟模块及其对地下水的补给作用、塘堰的灌溉模块等。以湖北省漳河灌区内的一个闭合小流域为例,对构建的灌区分布式水文模型进行校正和验证,模拟结果显示,该模型适合于水稻灌区水分循环的模拟。     

西南岩溶灌区水文特性及其模拟模型的构建

从岩溶水文和灌区水文两方面分析了西南岩溶灌区水文的特殊性和脆弱性。针对西南岩溶灌区水文特点,在对自然流域水文模型SWAT改进的基础上,构建岩溶灌区分布式水文模型。建立的岩溶灌区分布式水文模型主要添加了表层岩溶带水循环模块、岩溶地下河汇流过程,改进浅层岩溶水计算方法、稻田水分循环模块、渠系渗漏计算模块,增加塘堰的灌溉功能等,并介绍了模型的流域离散方法和水循环结构。岩溶灌区分布式水文模型的构建可为西南岩溶灌区水文特性及其对变化环境的响应等研究提供有效的工具和手段。     

灌区地表水—地下水耦合模型的构建

为了定量描述灌区水平衡要素及其转化关系,构建了灌区地表水-地下水分布式模拟耦合模型。通过改进SWAT模型的稻田及旱作物水分循环、蒸发蒸腾量和渠系渗漏计算等模块,建立了灌区地表水分布式模拟模型;以SWAT模型中的水文响应单元(HRU)和MODFLOW模型中的有限差分网格(cells)作为基本交换单元,将改进SWAT模型的地下水补给量计算值加载到MODFLOW模型的地下水补给模块,实现了灌区地表水-地下水分布式模拟模型的耦合。耦合模型在柳园口灌区的应用结果表明,该模型能够准确模拟和预测灌区地表水和地下水的动态变化,为灌区水管理提供了科学依据。     

改进的SWAT模型在平原灌区的应用

针对平原型灌区人工-自然复合的水文循环特点,基于SWAT模型构建了山前平原灌区分布式水文模型。考虑平原灌区灌溉渠道、排水沟和河道等人工干扰,在沟渠河网的提取方法、子流域与水文响应单元的划分以及作物耗水量计算模块等方面对SWAT模型进行了改进。以汾河灌区为例,利用灌区1996-2001年的水文、气象及用水资料对水量平衡进行了模拟分析;以模拟效率系数、相对误差和线性相关系数3个指标为标准,对模型的敏感参数进行了率定, 并对2002-2006年的径流量进行验证模拟。研究结果表明,两处监测点的模拟结果基本满足模型     

改进的SWAT模型在强人类活动地区的应用

针对中国人类活动强烈的流域水循环特点,在二元水循环理论的指导下,以SWAT分布式水文模型为基础,进行了灌溉和人工耗、用水模块的开发和改进,构建了适用于此类区域的二元水循环模型。利用改进后的模型对天津市的水循环过程进行了模拟。结果表明,改进后的模型模拟的NASH效率系数从0.62提高到0.89,相关系数从0.79提高到0.91,比改进前有明显的提高。模型的构建和改进,对分布式水文模型在高强度人类活动影响流域的水资源、水环境研究和管理将起到积极的作用。     

改进SWAT模型在强人类活动地区的应用

摘要：SWAT模型是一个具有较强物理机制的、长时段的流域水文模型。针对中国人类活动强烈的流域水循环特点，在二元水循环理论的指导下，以SWAT模型为基础，进行了灌溉和人工耗用水模块的开发和改进，构建了适用于此类区域的二元水循环模型。利用改进后的模型对全世界用水最为强烈的区域之一——天津市的水循环过程进行了模拟，结果表明，改进后的模型模拟的NASH效率系数从0.62提高到0.89，相关系数从0.79提高到0.91，比改进前有明显的提高。模型构建和改进的成功，对分布式水文模型在高强度人类活动影响流域的水资源水环境研究和管理将起到积极的作用。     

郑州市贾鲁河流域水循环模拟

以郑州市贾鲁河流域为研究区,在地理信息系统技术支持下,使用DEM、土地利用、土壤、气象、人工取用水数据、农业管理措施等资料构建了基于分布式水文模型SWAT的流域水循环模拟模型,应用改进的SWAT模型进行了流域水循环模拟,并利用实测数据对模型进行了参数率定和模型验证,采用相对误差、NASH效率系数、相关系数作为模型适应性评价指标,结果表明模型在研究区有较好的适应性。可以为流域水循环演变规律的系统揭示和区域水资源的综合调控提供了技术支撑。     

基于SWAT 模型的区域蒸散发模拟及遥感验证

应用分布式水文模型进行灌区用水效率多尺度评价,可为灌区节水改造提供技术支持,本文运用SCE-UA算法在大兴试验站对分布式水文模型（SWAT）中的夏玉米-冬小麦轮作作物参数进行率定,对SWAT模型中蒸散发相关参数进行了敏感性分析,综合考虑农业灌溉措施和施肥措施,将模型模拟ET与遥感监测值进行对比验证.结果表明,SWAT模型模拟ET与遥感监测ET的确定性系数和Nash效率系数分别达到了0.91和0.90,模拟精度较高;不同的土地利用形式下,蒸散发变化显著,平均误差为6.9％.利用遥感监测ET数据有助于蒸散发的正确模拟,从而有效地提高水文过程的模拟精度.     

基于SWAT模型的五化灌区灌溉用水效率评价

南宁市五化灌区是广西典型的平原代表灌区。通过构建五化灌区SWAT(Soil and Water Assessment Tool)分布式农业水文模型,探究其在灌区水管理措施下的水文循环规律,并对灌区尺度灌溉水均衡及水分生产率进行分析与评价。结果表明,研究区丰水年灌溉量小,枯水年灌溉量大;作物产量沿着主渠道北侧分布向北有减少趋势;该区域降水融雪对土壤水分的补给占主导作用;灌溉水分生产率主要表现为逐渐下降且趋于平稳,且研究区域边界的灌溉水分生产率较大,而研究区域中部的较小;作物水分生产率与总流入水分生产率随时间增长无明显变化,且两者的空间分布与作物产量空间分布相似。     

基于水循环的分布式水资源调配模型开发与应用

自以水循环为基础的水资源动态配置模式提出以来,一批基于耦合分布式水文模型的水资源配置模型被先后提出,但其采用的耦合方法往往忽视了经济社会用水过程与天然水文过程之间的动态反馈作用.本文通过改进SWAT模型,并嵌合水资源配置模块,开发了基于水循环的分布式水资源调配模型(Water resources allocation ...     

"四水"之辩

提出由水、水利、水利人、水利工程组成的水利事业的广义架构，并从水文化学、水景观学、水生态学、水社会学角度，解读了“风水”“活水”“利水”“得水”的价值观。     

关于水权与水市场的几点认识

从水权制度的基础－产权经济理论以及特点来分析，建立中国特色的水权制度要从摸清水资源家底、分析需求结构、配置初始水权、建立水权市场着手。     

虚拟水研究分析

虚拟水作为21世纪的一种新水资源观,为缓解我国水资源压力和粮食安全问题开辟了研究的新领域.在分析虚拟水概念的基础上,对虚拟水贸易、虚拟水战略、水足迹、虚拟水量化结合研究现状进行实例分析,证实了我国实行虚拟水战略的可行性.结合虚拟水在我国的发展情况,提出进一步的研究重点.     

区域水安全研究浅议

本文对国内外研究现状回顾的基础上．提出了水安全主要研究的内容，包括水安全理论研究、水足迹研究、水安全评价和水安全模拟等。认为采用地理信息系统与数学模型集成研究的方法，是水安全研究的主要方法。     

考虑蓝、绿水区别的水权界定研究

在水资源产权配置过程中引入蓝水和绿水的概念,分别建立了不同准则下只考虑蓝水分配和同时考虑蓝绿水分配的流域水权配置模型。对区域间传输水量做了深入探讨,并且指明了该参数在调水行为中(区内调水和区外调水)的实际意义。将此模型应用于汉江流域的水资源配置中,针对汉江流域的实际情况提出了对分叉型河流流域的处理方法,得到了各种模型不同准则下各个分区的水权分配结果,为汉江流域初始水权界定方案的研究提供了科学理论依据。     

基于生态补水的水环境改善效果评价体系

在分析生态补水对水环境影响的基础上,从水文、水力、水质角度提出改善效果评价体系,具体的评价指标包括生态补水量系数、重要节点补水效率、换水周期变化率、区域水质改善度;以常熟市生态补水试验为例,分析评估了生态补水对水环境的改善效果。结果表明,该指标体系能够为优化生态补水方案提供定量化基础,同时指导不同连通调水模拟方案间的优选分析。     

城市供水合理水价结构分析

城市水工业企业（城市供水、排水、污水处理）要真正实现“自主经营、自负盈亏、自我积累、自我发展”,就必须制定合理的城市供水水价结构,在研究城市供水的价格和构成中要考虑到各环节的合理补偿,价格制定合理的原则,结合国际通行的水价结构分析我国水价结构现状,制定合理的水价结构不仅是当前水价改革的一个主要任务,而且关系到城市水资源的可持续发展。     

中国水权与水量分配关系分析

水资源所有权形式决定水量分配的主体.根据宪法和法律,中国水资源属国家所有,这就决定了中国由国务院代表国家对水资源进行分配.在国务院或国务院授权部门批准的水量分配方案的基础上,主要通过取水许可制度,实现水资源所有权与使用权的分离,实现对水资源使用权的分配.目前,中国水权制度已经建立,水量分配对完善我国水权制度具有重要作用.     

浅论重视江河水库水质管理的重要性

人类面临着水资源的缺乏、水污染加剧的问题 ,加强水质管理是十分必要的 ,我国江河湖泊受到严重污染 ,而水库水质相对较好 ,加强水库水质监测具有迫切性及战略意义 ,为此对加强水库水质管理的困难和方法作了简单的探讨 ,并介绍了水质管理的基本内容。     

水权、水利金融初探

从大自然的视角看,完整的水权体系应包括人类社会水权和生态水权,人类社会只能置换生态水权或暂时有代价地剥夺生态水权.水权与水利金融之间具有十分密切的关系,在水资源开发利用与保护过程中,应注意使人的生产与生活同自然的变化与发展相协调,健全水权体系,发展水利金融.