SWAT模型径流模拟的不确定性研究--以东苕溪上游小流域为例.docx

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引言
随着全球气候变化和城市化进程的加速，径流模拟已成为水文学研究的热点问题之一。SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型是一种基于土地利用、土壤、气象和水文过程的综合模型，可用于评估流域水文循环和水质变化。然而，SWAT模型径流模拟存在一定的不确定性，其原因包括模型结构不确定、参数不确定和输入数据不确定等。因此，对于SWAT模型径流模拟的不确定性进行深入研究，对于模型精度和可靠性的提高具有重要意义。
东苕溪上游小流域位于湖南省娄底市境内， km²，流域内的水文数据较为完备。因此，本文以东苕溪上游小流域为例，探讨了SWAT模型径流模拟的不确定性研究。
方法
本研究采用SWAT模型进行径流模拟，模拟期限为2009年至2012年。模型输入数据包括DEM（数字高程模型）、土地利用、土壤类型、气象数据和水文观测数据等。在参数调整方面，采用了SUFI-2（Sequential Uncertainty Fitting Version ）算法基于流域观测流量数据来对SWAT模型参数进行了修正。并借助敏感性分析的方法，对SWAT模型径流模拟的参数进行了筛选，最终确定了该模型的最佳参数组合。
结果
在最佳参数组合下，SWAT模型对于东苕溪上游小流域的径流模拟结果较为准确。其中，模型模拟的径流量与实测值的平均误差为- m³/s， m³/s，，表明模型模拟结果与实测值之间存在一定的正相关关系。同时，敏感性分析表明，DEM和土地利用是SWAT模型径流模拟中最为重要的参数，而人工修正因子和土壤类型等参数对于模型模拟结果的影响较小。
讨论
SWAT模型径流模拟中存在的不确定性主要涉及到模型结构不确定、参数不确定和输入数据不确定等因素。首先，模型结构不确定性涉及到模型算法的选择和模型参数的设置等问题。在本研究中，采用了SWAT模型进行径流模拟，通过参数修正和敏感性分析等方法选择最佳参数组合，尽可能降低了模型结构不确定性的影响。其次，参数不确定性主要涉及到模型参数的选择和人工修正因子的设置等问题。本研究采用了SUFI-2算法对SWAT模型参数进行了修正，并确定了模型的最佳参数组合。最后，输入数据不确定性主要涉及到气象数据和DEM数据等方面的问题。在本研究中，采用了气象数据和DEM数据等数据来作为SWAT模型的输入数据，尽可能降低了输入数据不确定性的影响。
结论
SWAT模型径流模拟存在一定的不确定性，主要涉及到模型结构不确定、参数不确定和输入数据不确定等因素。本研究以东苕溪上游小流域为例，采用了SWAT模型进行径流模拟，通过人工修正和敏感性分析等方法选择最佳参数组合，最终得出了较为准确的径流模拟结果。研究结果表明，在实际工程设计和管理中，需要根据具体情况尽可能降低SWAT模型径流模拟过程中的不确定性，以提高模型结果的精度和可靠性。