不同分布式水文模型在大洋河流域对比运用研究

胡晓松

（辽宁省鞍山水文局，辽宁鞍山114000）

不同分布式水文模型在大洋河流域对比运用研究

胡晓松

（辽宁省鞍山水文局，辽宁鞍山114000）

为对比不同分布式水文模型在大洋河流域的径流模拟精度，基于大洋河沙里寨水文站2000—2010年水文数据，分别运用SWAT模型和VIC模型，模拟了大洋河沙里寨水文站以上流域2000—2010年径流。研究结果表明：SWAT模型比VIC模型更适合于大洋河流域的径流模拟，SWAT模型模拟的径流深相对误差均＜8%，确定性系数达到0.7以上，而VIC模型模拟径流深相对误差均＞10%，且确定性系数均＜0.6。

SWAT模型；VIC模型；径流模拟；大洋河流域；适用性；相对误差

0 引 言

随着计算机和地理信息技术的快速发展，将流域划分成不同计算单元并充分考虑流域下垫面条件的分布式水文模型成为当前国内外学者广泛应用与流域水文模拟的有效模拟平台。国外学者开发的分布式水文模型SWAT模型和VIC模型，由于开发出操作平台，模型数据较易获取得到国内学者在不同流域的广泛应用，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适用性，而在大洋河流域，分布式水文模型的适用对比研究较少，为此，文章将SWAT模型和VIC模型同时运用于大洋河流域的径流模拟，定量分析两种分布式水文模型在大洋河流域模拟精度及适用性。

2 研究方法

文章选用SWAT模型和VIC模型模拟大洋河流域的径流，基于沙里寨水文站2000—2010年水文数据，对比两种分布式水文模型在大洋河流域径流模拟精度和适用性，SWAT模型和VIC模型在国内运用已较为成熟，因此，文章对于两种分布式水文模型具体模拟原理不再叙述，两种分布式水文模型的具体模拟原理，可详见参考文献［4］［5］。

3 研究区域概况及研究资料

3.1 研究区域概况

大洋河位于辽宁省东部区域，河流发源于岫岩满族自治县，河流全长230.2 km，流域面积为6 504 km2，是辽宁东部半岛区域最大的1条独流入海河流，流域水系发育良好，水量较为充沛，流域平均径流量为3.1×109m3，文章以大洋河主要控制站沙里寨水文站以上集水区域为研究流域（见图1），研究流域面积为4 810 km2，流域内有9个降雨站点，多年平均降雨量为mm。

图1 大洋河流域图

3.2 研究资料

SWAT模型和VIC模型均需要输入流域DEM数据、土地利用类型数据、土壤类型数据以及水文、气象数据，其中：

1）DEM数据下载与国家空间数据共享平台提供的分辨率为90s的全球DEM数据，结合流域边界得到研究流域DEM数据。

2）土地利用类型数据下载与中科院地理所提供的1km×1km的2000年全国土地利用数据，结合研究区边界获取研究流域土地利用数据。

3）土壤类型数据，下载于中科院土壤所提供的全国1∶400，0000土壤类型数据，应用流域边界得到研究流域土壤类型数据。

4）水文数据，收集流域出口沙里寨水文站2000—2010年水文数据。

5）气象数据：收集了流域内岫岩气象站2000—2010年气象要素数据，气象要素数据包括日平均气温、最高气温、最低气温、相对湿度、日照时数、太阳辐射。

4 模型对比分析

基于沙里寨水文站2000—2010年水文数据，分别应用SWAT模型和VIC模型模拟了大洋河沙里寨以上流域的径流量，模拟对比结果见表1、图2所示。

表1 SWAT模型和VIC模型在大洋河流域径流模拟精度对比

从表1中可以看出，SWAT模型相比于VIC模型更适合于大羊河流域的径流模拟，SWAT模型模拟的径流深相对误差均＜10%，且确定性系数达到0.7以上，满足流域的模拟精度规范要求，而VIC模型在大洋河流域径流模拟精度较差，模拟的径流深相对误差＞10%，确定性系数＜0.6。

图2 两种分布式水文模型径流模拟与实测流量对比图

从图2中也可看出，SWAT模拟的径流和实测径流过程上较为吻合，而VIC模型模拟流量和实测值吻合度相对较差。综上，SWAT模型相比于VIC模型，在大洋河流域径流模拟精度更高，更适合于大洋河流域的径流模拟。

5 结 论

文章分别运用VIC模型和SWAT模型，模拟了大洋河流域的径流，并对比分析了2种分布式水文模型在大洋河流域的径流模拟精度和适用性，研究取得以下结论：

1）SWAT模型相比于VIC模型，其在大洋河流域径流模拟精度更高；

2）SWAT模型相比于VIC模型，其模拟径流与过程实测值更加吻合，SWAT模型更适合于大洋河径流模拟。

［1］孙瑞，张雪芹.基于SWAT模型的流域径流模拟研究进展［J］.水文，2010，03：28-32＋47.

［2］王鹏.基于SWAT模型的岔路河星星哨水库以上流域径流模拟［D］.长春：吉林大学，2007.

［3］刘谦.VIC大尺度陆面水文模型在中国区域的应用［D］.长沙：湖南大学，2004.

［4］王宁.基于VIC模型和SDSM的气候变化下西北旱区的径流响应模拟［D］.西安：西北农林科技大学，2014.

［5］李成六.基于SWAT模型的石羊河流域上游山区径流模拟研究［D］.兰州：兰州大学，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

胡晓松（1984-），男，辽宁辽阳人，工程师。