再分析数据集对于水文模拟和可靠的水资源管理具有吸引力,特别是对于气象资料匮乏的地区。研究以黄河源为研究区,使用中国大气同化驱动数据集(the China Meteorological Assimilation Driving Datasets for the SWAT Model,CMADS)驱动SW...再分析数据集对于水文模拟和可靠的水资源管理具有吸引力,特别是对于气象资料匮乏的地区。研究以黄河源为研究区,使用中国大气同化驱动数据集(the China Meteorological Assimilation Driving Datasets for the SWAT Model,CMADS)驱动SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型进行日尺度径流模拟并使用SWAT-CUP(SWAT Calibration and Uncertainty Program)和SUFI-2(Sequential Uncertainty Fitting-2)算法进行率定和验证,评估CMADS的精度及其对黄河源区水文模拟的适用性。结果表明:(1)CMADS在黄河源区的日尺度气温精度非常高,与流域内8个气象站实测数据的相关系数均在0.95以上。汛期日降水精度令人满意,相对误差基本在±10%之间,非汛期的日降水精度差,相对误差基本在-30%到-50%之间。(2)SWAT模型在黄河源区水文模拟的适用性非常强,利用气象站观测数据驱动SWAT模型得到率定期和验证期的NSE、R2、PBIAS、RSR和KGE各项评价指标等级均为非常好。(3)采用两种方法对CMADS水文模拟适用性进行评估。方法一是用CMADS驱动SWAT模型率定和验证并进行水文模拟;方法二是用CMADS驱动已经用实测气象数据率定好最佳参数的SWAT模型进行水文模拟。结果发现,CMADS在黄河源区水文模拟与实测流量相关性高,但是容易低估流量,总体来看,CMADS在黄河源区水文模拟适用性不错,其中方法一比方法二的水文模拟效果好。研究的结果证明CMADS可为气象资料稀缺的高寒山区提供较为可靠的数据来源,为扩大水文模拟的时间和空间尺度提供了可能。展开更多
随着点源污染的控制与处理技术日趋完善,非点源污染成为重要的水污染源。武强溪作为流入千岛湖的第二大支流,量化武强溪流域非点源污染负荷,解析非点源污染时空分布特征,提出适合削减武强溪流域污染物的最佳管理措施(best management pr...随着点源污染的控制与处理技术日趋完善,非点源污染成为重要的水污染源。武强溪作为流入千岛湖的第二大支流,量化武强溪流域非点源污染负荷,解析非点源污染时空分布特征,提出适合削减武强溪流域污染物的最佳管理措施(best management practices,BMPs)对千岛湖水污染高效治理至关重要。该研究基于土壤水分评估工具(Soil and water assessment tool,SWAT)分析了武强溪流域径流量、总氮输出负荷量的时空分布特征,探究了不同管理措施及组合的削减效果,提出了武强溪流域非点源污染针对性的治理措施。结果表明:1)SWAT模型对于武强溪流域径流量和总氮输出负荷量的模拟具有较好的适用性,径流量校准期和验证期的决定系数(coefficient of determination,R^(2))分别为0.86、0.97,纳什系数(nash-sutcliffe coefficient,NSE)分别为0.83、0.96,百分比偏差(percent bias,PBIAS)分别为15.8%、-6.3%,总氮校准期和验证期的决定系数分别为0.87、0.74,纳什系数分别为0.63、0.66,百分比偏差分别为31.6%、21.2%;2)该流域径流量和总氮负荷主要集中在3—7月,分别占全年输出量的71.67%和75.76%。综合考虑氮的来源和流失途径,将耕地和林地面积占比大、坡度陡的子流域设置为总氮的关键污染源区。考虑调整化肥施用量/配方、改变耕作方式和设置植被缓冲带等削减非点源污染的手段,进行总氮输出负荷削减效率的情景模拟,表明10 m植被缓冲带是减少总氮输出负荷的最佳单一控制策略,总氮削减率可达到69.90%;实施综合管理措施对总氮的污染削减效果更佳,10 m植被缓冲带与施肥量减少20%可使总氮削减率达到74.79%。研究结果可为千岛湖水质管理与控制提供理论基础。展开更多
文摘再分析数据集对于水文模拟和可靠的水资源管理具有吸引力,特别是对于气象资料匮乏的地区。研究以黄河源为研究区,使用中国大气同化驱动数据集(the China Meteorological Assimilation Driving Datasets for the SWAT Model,CMADS)驱动SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型进行日尺度径流模拟并使用SWAT-CUP(SWAT Calibration and Uncertainty Program)和SUFI-2(Sequential Uncertainty Fitting-2)算法进行率定和验证,评估CMADS的精度及其对黄河源区水文模拟的适用性。结果表明:(1)CMADS在黄河源区的日尺度气温精度非常高,与流域内8个气象站实测数据的相关系数均在0.95以上。汛期日降水精度令人满意,相对误差基本在±10%之间,非汛期的日降水精度差,相对误差基本在-30%到-50%之间。(2)SWAT模型在黄河源区水文模拟的适用性非常强,利用气象站观测数据驱动SWAT模型得到率定期和验证期的NSE、R2、PBIAS、RSR和KGE各项评价指标等级均为非常好。(3)采用两种方法对CMADS水文模拟适用性进行评估。方法一是用CMADS驱动SWAT模型率定和验证并进行水文模拟;方法二是用CMADS驱动已经用实测气象数据率定好最佳参数的SWAT模型进行水文模拟。结果发现,CMADS在黄河源区水文模拟与实测流量相关性高,但是容易低估流量,总体来看,CMADS在黄河源区水文模拟适用性不错,其中方法一比方法二的水文模拟效果好。研究的结果证明CMADS可为气象资料稀缺的高寒山区提供较为可靠的数据来源,为扩大水文模拟的时间和空间尺度提供了可能。
文摘随着点源污染的控制与处理技术日趋完善,非点源污染成为重要的水污染源。武强溪作为流入千岛湖的第二大支流,量化武强溪流域非点源污染负荷,解析非点源污染时空分布特征,提出适合削减武强溪流域污染物的最佳管理措施(best management practices,BMPs)对千岛湖水污染高效治理至关重要。该研究基于土壤水分评估工具(Soil and water assessment tool,SWAT)分析了武强溪流域径流量、总氮输出负荷量的时空分布特征,探究了不同管理措施及组合的削减效果,提出了武强溪流域非点源污染针对性的治理措施。结果表明:1)SWAT模型对于武强溪流域径流量和总氮输出负荷量的模拟具有较好的适用性,径流量校准期和验证期的决定系数(coefficient of determination,R^(2))分别为0.86、0.97,纳什系数(nash-sutcliffe coefficient,NSE)分别为0.83、0.96,百分比偏差(percent bias,PBIAS)分别为15.8%、-6.3%,总氮校准期和验证期的决定系数分别为0.87、0.74,纳什系数分别为0.63、0.66,百分比偏差分别为31.6%、21.2%;2)该流域径流量和总氮负荷主要集中在3—7月,分别占全年输出量的71.67%和75.76%。综合考虑氮的来源和流失途径,将耕地和林地面积占比大、坡度陡的子流域设置为总氮的关键污染源区。考虑调整化肥施用量/配方、改变耕作方式和设置植被缓冲带等削减非点源污染的手段,进行总氮输出负荷削减效率的情景模拟,表明10 m植被缓冲带是减少总氮输出负荷的最佳单一控制策略,总氮削减率可达到69.90%;实施综合管理措施对总氮的污染削减效果更佳,10 m植被缓冲带与施肥量减少20%可使总氮削减率达到74.79%。研究结果可为千岛湖水质管理与控制提供理论基础。
