基于区域流量历时曲线的东江流域径流过程模拟
基于 SDSM－SWAT的气候变化下东江流域径流预测模拟
基于 SDSM－SWAT的气候变化下东江流域径流预测模拟翟文亮;李朋俊;林凯荣;张凡【摘要】通过耦合SDSM统计降尺度模型和SWAT水文模型，探讨气候变化下东江流域的未来气候及其径流响应。
首先基于SDSM模型，将2011—2099年HadCM3模式下A2和B2两种情景数据降尺度到东江流域各站点，生成未来气候要素（气温和降水）；然后建立适用于东江流域的SWAT模型，并模拟该流域未来气候变化下的径流响应。
结果表明：未来东江流域的气温、降水量和径流量均呈增加趋势；且A2情景下各气候水文要素的增加速度比B2情景下更快。
研究结果可为东江流域的流域综合管理和水资源的可持续利用提供一定的科学依据。
%This study investigates the climatic variation and its streamflow response in Dongjiang basin by coupling SDSM (statistical downscaling mode)and SWAT(Soil and Water Assessment Tool).Firstly,based on SDSM model,the future climate date including temperature and precipitation was generated from A2 and B2 scenarios of HadCM3 model from 2011 to2099,which was downscaled to each station in Dongjiang basin.And then,the suitable SWAT was built for modeling the streamflow response under the future climatic change.The study revealed that there would be significant increasing trends for temperature,precipitation and runoff in the future;and the increase rates under A2 scenario are larger than that under B2 scenario.The results can provide some scientific basis for the sus-tainable use of water resources and the integrated watershed management in Dongjiang basin.【期刊名称】《人民珠江》【年(卷),期】2016(037)004【总页数】6页(P1-6)【关键词】气候变化;SWAT;SDSM;HadCM3;东江流域【作者】翟文亮;李朋俊;林凯荣;张凡【作者单位】中山大学水资源与环境系，广东广州 510275; 华南地区水循环与水安全广东省普通高校重点实验室，广东广州 510275;中山大学水资源与环境系，广东广州 510275; 华南地区水循环与水安全广东省普通高校重点实验室，广东广州 510275;中山大学水资源与环境系，广东广州 510275; 华南地区水循环与水安全广东省普通高校重点实验室，广东广州 510275;中山大学水资源与环境系，广东广州 510275; 华南地区水循环与水安全广东省普通高校重点实验室，广东广州510275【正文语种】中文【中图分类】TV121水循环对气候变化最为敏感，气候变化诱发的水循环过程的变化，导致水资源的总量、空间分布、供需关系以及水环境和水循环过程等都在变化，给自然系统和人类社会带来了难以估算的负面影响。
东江流域径流周期变化规律的小波分析
东江流域径流周期变化规律的小波分析李凯娟;张代青;侯玉强【摘要】为研究东江流域径流变化周期,采用Morlet连续小波变换,对东江干流龙川站和博罗站45a(1956-2000)的年径流时间序列变化特征进行多时间尺度分析,揭示出东江流域年径流在不同尺度下的时频变化特征及多尺度变化、主周期变化、大小尺度嵌套和总趋势变化等规律,并应用小波系数实部过程线和小波方差进行了检验.结果表明,东江流域年径流变化呈现多尺度性、主周期性、同步性和总趋势增加的规律.【期刊名称】《人民珠江》【年(卷),期】2017(038)006【总页数】5页(P1-5)【关键词】小波分析;径流变化周期;小波系数图;主周期;东江流域【作者】李凯娟;张代青;侯玉强【作者单位】昆明理工大学电力工程学院,云南昆明 650500;昆明理工大学电力工程学院,云南昆明 650500;昆明理工大学电力工程学院,云南昆明 650500【正文语种】中文【中图分类】TV213.9东江发源于江西省寻乌县，自东北向西南流入广东省境内，流经龙川、河源、惠州、博罗至东莞进入珠江，于增城市汇入狮子洋，为珠江水系的支流之一[1]。
东江干流全长约562 km，广东省境内流域面积31 840 km2，流域内大中小型水库6879座，新丰江水库、枫树坝水库和白盆珠水库为其三大主干水库[2]；同时该流域常居人口数量大，社会经济发展快，并承担向流域外的香港、稔平半岛等地区的供水任务，因此其水资源需求量特别大。
但在近几十年中，随着人类活动及气候、环境变化的加剧，东江流域原来的河川径流周期变化规律可能被打破，这将对其流域水资源的开发利用和规划管理直接产生影响。
因此，探讨东江流域的径流变化规律，分析其复杂的周期变化特性，对该流域河流管理部门合理开发和高效利用河川径流，科学调度和优化配置水资源，以及恢复和改善流域生态环境等具有重要的理论意义和可观的实际价值。
目前，东江流域仍然是广州、深圳、香港等开放城市快速发展需水的重要水资源地[3]，为了保障该水源地供水的持续性、可靠性和高效性，东江流域降雨、径流变化规律已备受广大专家学者关注，也开展了一些研究，取得了一些成果。
基于流量-面积比值的小流域设计洪水r计算方法对比研究
基于流量-面积比值的小流域设计洪水r计算方法对比研究叶永东【摘要】为了对小流域洪水设计过程中常用的推理公式法、分布式模型法和地区瞬时单位线法的适用性进行探讨,本文以浙江省宁波市甬江地区水系为研究对象,利用洪峰流量流域面积比值参数,对设计洪水分别采用3种方法进行计算,然后将各计算结果分别与宁波市洪峰流量100年一遇实测值进行对比分析.研究表明:推理公式法适用于面积小于10km2的流域,其假定条件均与流域的产、汇流条件相符,计算结果更加真实可靠;对于面积大于100km2的流域,采用不同方法的计算结果与实测结果表现出不同程度的偏差,而分布式模型法的计算准确性相对较高;对于面积为10～100km2的流域,其坡度较为平缓、河道较长,水动力在空间上可视为均匀分布态,采用地区瞬时单位线法和分布式模型法进行洪水设计较为合理,而后者的计算精确性更好.本文的研究成果有利于提高洪水设计计算法的适用性和准确性,并可为洪水设计方法的选择提供一定的数据支撑和决策依据.【期刊名称】《中国水能及电气化》【年(卷),期】2018(000)005【总页数】6页(P35-40)【关键词】流量面积比值;洪水设计;小流域;计算方法【作者】叶永东【作者单位】浙江省围海建设集团股份有限公司, 浙江宁波 315040【正文语种】中文【中图分类】TV122山洪是指具有破坏力大、暴涨暴落特征的强大快速的地表径流，往往发生在周期性流水的荒溪或面积较小的溪沟内，可引起山塘、水坝等水利设施的崩溃和道路桥梁的破坏，甚至可形成山洪灾害并造成人员财产的伤亡和损失。
山洪灾害经常发生在面积小于200km2的流域，因该特征流域的水文资料相对缺少，进而造成无法采用长时间序列的水文资料对洪水设计进行计算和预测。
当前，对小流域面积进行洪水设计的主要方法有推理公式法、分布式模型法和地区瞬时单位线法[1]。
分布式模型法是结合区域水文地形资料，按照土壤水径流、地下水径流和截流等多个径流的汇流特点将流域划分为若干个子流域计算单元，并沿各子单元逐级向流域的出口进行演算。
无资料地区省界断面流量推算方法研究
无资料地区省界断面流量推算方法研究袁德忠;李雨;陈力【摘要】由于部分新建省界断面水资源监测站点的建设难度大、周期长，在这些地区无法通过建站观测方式获取水文资料。
为获取现状条件下的省界断面的水量信息，分别采用直接水文比拟法、间接水文比拟法以及综合推求法，对卢溪水马头山断面、梅江河三桥断面、金沙江夺通川渠断面、生达青川藏断面、涪江米心断面和汉江冷水镇断面流量进行了推算。
结果表明，3种方案的推求流量成果均符合规范要求，对于一些偏远地区省界水量监测断面的水量推求具有一定的借鉴意义。
%To obtain the flow data of some provincial cross - sections in un - gauged area,three methods,including the direct hydrologic analogy,the indirect hydrologic analogy and the combined calibration method are proposed. The flow at Matoushan section of Luxi River,Sanqiao section of Meijiang River,Duotong Section of Jinsha River on the border of Sichuan Province and Yunnan Province,Shengda Section on the border of Qinghai Province,Sichuan Province and Tibet,Mixin section of Fujiang Riv-er,Lengshuizhen Section of Hanjiang River are calculated. The results show that the calculated flow by the above methods meet the requirement of the standard. They have a certain reference for the flow calculation of provincial cross - sections in remote re-gions.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2015(000)008【总页数】4页(P32-35)【关键词】流量推算;推算方法;无资料地区;省界断面【作者】袁德忠;李雨;陈力【作者单位】长江水利委员会水文局，湖北武汉 430010;长江水利委员会水文局，湖北武汉 430010;长江水利委员会水文局，湖北武汉 430010【正文语种】中文【中图分类】TV131.2建立用水总量控制制度，实施流域、区域水资源管理，均需要水资源监测信息。
基于地形的东江流域水文模拟
，
Ｆ Ｇ ｉ Ｉ ａ ｇｇ ｉ ＥＮ Ｊｅ ，Ｌ Ｕ Ｆ ｎ —ｕ ，ＨＵ ＡＮＧ Ｇ ｏ Ｙ ｌ ｗ Ｒ ｖ ｒ ｅ ｉ ｎ Ｒ ｓ ａｃ ｆ ｈ ｎｓ ｆ ｔ ｅｏ ｒ ｓ ｅ ｏ ｉ ｒ ｎ ｔｕｅｏ ｙ ｒｕｉ Ｒ ｓａｃ ， １ ｅ ａ ｏａｏ ｆ ｅ ｏ ｉ ｄ ｒ ｌ ｅ Ｓ ｍｅ ｔ ｅｅ ｒ ｏ ｅ Ｍｉ ｔ ｏ Ｗａ ｒ ｓｕｃ ，Ｙ ｌ ｗ Ｒ ｖ ｓ ｔｔ ｆ ｄａ ｌ ｅｅ ｈ ｈ ｔ ｉｒ ｅ Ｒ ｙ ｅ ｌ ｅＩ ｉ Ｈ ｃ ｒ
域 的潜在 实用性 。 选择 东江上 游 ８个 受人 类活 动影 响较 小 的小流 域进行 模 拟研 究 ，研 究表 明径 流模 拟
的精度 较 高 ，参数 变化 范 围较 小 ，模 型在 此 流域 是 合 适 的 ，为 Ｔ Ｐ Ｄ Ｌ在 整 个 东江 流域 的模 拟 奠 Ｏ ＭＯ Ｅ
定基 础 ，且 可 以为进 一 步研 究 东江流 域 水资 源评价 服务 。
关键 词 ：Ｔ Ｐ Ｄ Ｌ Ｏ ＭＯ Ｅ ；地 形 指数 ； 东江流域 ；水资 源评价
中 图 分 类 号 ：Ｐ ３ ２ ５ ３ （６ ） 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１０ — ８０ ２ ０ ）４ ０ １— ０ ０ ０ ６ （０ ８ ０ —０ ３ ０ ４
Ｔ ｐ ｇａ ｈ ・ａｅ ｙ ｒｌｇｃ ｌ ｄ ｌ ｇｏ ｎ ｊ ｎ ｉｅ ａｉ ｏ ｏ ｒｐ ｙｂ ｓｄｈ ｄ ｏｏ ｉ ａ ｍｏ ｅ ｎ ｎＤｏ ｇｉ ｇＲ ｖ ｒＢ ｎ ｉ ａ ｓ
ｉ ｐ ｃｓ ｆｏ ｂ ｔ ｈ ｉｅ ｏ ｅ ｎ ｏ ｏ ｒ ｐ ｃ ｃ ｎ ｉｉ ｎ ｎ ｔｅ ｍｏ ｌｎ ｅ ｕ ｔ ｏ ｃ ｍａ ｌｃ ｔｈｍｅ ｔ ｏ ａ ｅ ｔｔ ｅ ｍ ａ ｔ ｒ ｍ ｈ ｔｅ ｓｚ ｆａ ａ ａ ｄ ｔ ｐ ｇ ａ ｈｉ ｏ ｄ ｔｏ ｓｏ ｈ ｄｅｉ ｇ ｒ ｓ ｌ ；ｆｒｗｈｉｈ ８ ｓ ｌ ａｃ ｏ ｒ ｎ ｓｌｃ ｔ ｄ ａ ｈ
基于SWAT模型的中尺度流域径流变化过程模拟_李庆云
ents / pesticide） 、土 壤 侵 蚀 （ erosion ） 、土 地 覆 被 （ land cover / plant） 、管 理 措 施 （ management practices） 、水 体 （ water bodies） 等模块组成。水文模拟要求的数据包 括空间数据和属性数据两种，前者需要输入 DEM、土 地利用图、土 壤 图、水 系 图 等，后 者 主 要 包 括 水 文、气 象、土壤理 化 性 质 等 数 据。 按 照 如 下 流 程 运 行 模 型： ①建立属性数据库，文件格式为 DBF / txt； ②利用 DEM 划分子流域； ③输入土地利用图和土壤图，生成 HＲUs （ 水文 响 应 单 元） ； ④ 输 入 各 气 象 站 的 数 据。有 关 SWAT 模型的原理及结构见文献［7］。
型校准 期，1982—2008 年 为 验 证 期。校 准 期 内 只 有
1975 年的土地利用图，因此选取其为 模 型 输 入 背 景
值，验证期土地利用采用最新调查数据，即 2008 年的
流域土地利用 /覆被现状作为验证期内的土地利用输
入。在进行流域径流的参数率定和验证时，首先进行
年平均状况的流量校准，之后再转为对月平均值进行
初始值
81． 0 0． 048 0． 00 0． 000 0． 023 4． 50 0． 210 21． 60 1 000． 0 4． 000
校准值
60． 8 0． 036 7． 23 0． 226 0． 029 3． 54 0． 202 16． 20 757． 0 4． 252
模型输入参数初步确定后，选择复相关系数 Ｒ2 、
图 3 校准期月均流量实测值与模拟值比较
图 1 校准期年均流量实测值与模拟值比较
基于改进区域化流量历时曲线的无资料地区径流模拟
基于改进区域化流量历时曲线的无资料地区径流模拟
杨邦;刘玉晶;王贵作
【期刊名称】《水利水电技术》
【年(卷),期】2012(043)011
【摘要】台湾成功大学游保杉教授等人创造性地采用区域化流量历时曲线率定法,利用所推求的区域化流量历时曲线作为水文模型的拟合目标,率定无资料地区的参数,实现了无资料地区径流模拟.作为该法应用的关键,区域化流量历时曲线精度直接关系到模型率定的精度.研究通过趋势拟合对推求的流量历时曲线在形态上进行校正且利用量级调整对曲线的量级大小进一步进行调整,逐步改进区域化流量历时曲线.以此,提高了区域化流量历时曲线率定法的精度,较好地实现了无资料地区日径流过程模拟.
【总页数】4页(P14-17)
【作者】杨邦;刘玉晶;王贵作
【作者单位】水利部海河水利委员会水文局,天津 300170;水利部海河水利委员会水文局,天津 300170;水利部发展研究中心,北京 100038
【正文语种】中文
【中图分类】P333
【相关文献】
1.金沙江下游梯级水库运行后水文情势变化分析—基于流量历时曲线的生态流量指标 [J], 李杰; 陈进; 尹正杰
2.基于SWAT模型的无资料地区径流模拟及生态流量计算——以杨溪河为例 [J], 刘树锋; 陈记臣; 关帅
3.无资料地区不同时间尺度下流量历时曲线推演及其规律分析 [J], 姬宏伟;白涛;刘登峰;栾金凯;慕鹏飞
4.基于熵理论流量历时曲线的生态流量变化分析
——以1961～2012年黄河流域径流为例 [J], 王鑫茹;崔惠娟;刘亚平;刘星才
5.利用区域流量历时曲线模拟东江流域无资料地区的日径流过程 [J], 黄国如
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基于新安江水文模型的东江流域枯水径流模拟
此， 本文中利用新安 江水文模型对东江流域进行 日 径流过程模拟 ， 在对模拟结果进行分析时， 除了采用
常规的评价标准外， 还采用 多种描述枯水径流的特
征量来评估该模型所得到的枯水段的模拟精度．
１ 东江 流域 日径 流 过 程模 拟
１ １ 研 究流域 的基本情况 ．
收稿 日期 ： ０ ５ １—２ ２０ — １ １ 基金项 目：国家 自然科学基金资 助项 目（ ００ ０ ２ ； ５ ３９ ０ ） 教育 部新世纪优 秀人 才 支持计 划资助 项 目（ Ｃ Ｔ ０ —４ ３ ； Ｎ Ｅ ・ ５ ０ ８ ） 武汉大学水资源与水 电工程科 学国家 重点实验 室开 放基
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华 南 理 工 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
第３ ４卷 第 １ 期 １
２０ ０６年 １ １月
Ｊ ｕ ａ ｆＳ ｕ ｈ Ｃｈ ｎ ｉｅ ｓ ｙ ｏ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｒ ｌｏ ｏ ｔ ｉ ａ Ｕｎ ｖ ｒｉ ｆＴ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ｔ
流域 的模拟年份长度为 ６～ ０年 ， 以满足 日径流 １ 可 模拟 的需要 ， 径流深相对误差一般在 １ ％以内， 最大 流量 、 最小流量和平均流量的模拟结果相差不大， 确
金 资 助项 目（０ ５ ０ ９ ２０ Ｂ １ ）
东江流域发源于江西省寻邬县 的桠髻体 ， 流域 主要部分地处亚热带的华南地 区， 面积 ２ ０ ｍ ． ７ ０ ０ ｋ 干流流经广东省东部 ， 主要支流有新 丰江 、 西枝江 等， 东江在广东省东莞市石龙镇汇人珠江三角洲． 东 江 流域 的海 洋 性 气候 显著 ， 年 平 均 降雨 量 为 多 １ ５ ｍ 年径流量较为丰沛 ， ０ ｍ， ７ 但年内和年际间变化
行初步分析的基础上， 以描述枯水径流特点的枯水特征值 ， 例如连续 多日最小平均流ห้องสมุดไป่ตู้、
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东江流域径流过程模拟
解决无资料地区径流过程模拟的方法
建立只包含具有物理意义的参数的流域水文模型， 该类模型的参数可实测，在无资料地区可以直接应用； 建立包含需要率定的参数的流域水文模型，将该类 模型应用于无资料地区时，需要将有资料地区的模型 参数移置到无资料地区；
由于受多种因素的制约，参数完全具有物理意义的
CE
0.922 0.970 0.983 0.991 0.992 0.990 0.988 0.976 0.965 0.963 0.954 0.939 0.930
10000 1000
模拟流量 (m3/s)
100 10 1 0.1 0.1 1 10 100
3
1000
10000
实测流量 (m /s)
1000
九州
实测 模拟
流 量 ( m3 / s)
100
10
1 0 20 40 60 频率( % ) 80 100
100
连平
实测 模拟
10
流量( m 3 / s )
1
0.1 0 20 40 60 频率( % ) 80 100
基于FDC的流量过程模拟
关关系，并用6个有资料的子流域进行了检验； 从许多学者的研究中也可以发现，由于很多模型的 参数之间往往存在着自相关性，要想准确地描述模型 参数与流域地形、地貌两者之间的相关关系也并非易 事，所以在实际应用中存在很多困难。Βιβλιοθήκη 本文的研究途径和研究主要内容
因此，本文避开建立模型参数与流域特征值之间的 相关关系，而以流量历时曲线（ FDC）为工具有效地 解决了东江流域的日径流模拟问题。 主要探讨如何构建 FDC 与流域空间特征之间的相关 关系，以得到区域化 FDC；用 FDC 作为新安江模型参
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 站名 东坑 红花塔 蓝塘 黎嶂峰 平山 胜前 水背 顺天 桃西 星丰 岳城 九州 连平 资料长度 流域面积 平均高程 河网密度 流域坡度 /a / km2 /m / km. km-2 /o 13 14 45 12 10 25 9 36 12 33 43 44 17 847.7 471.6 1079.5 1340.7 2079.9 667.1 1000.7 1361.0 1310.0 42.0 548.7 387.1 38.1 340.1 186.5 260 474 292.1 498.5 475.9 362.5 441.5 267.6 507.8 289.5 593 5.35 4.67 4.77 4.00 4.77 4.95 3.94 4.00 4.24 13.62 5.35 5.71 8.18 13.53 9.42 9.6 10.13 12.28 11.98 10 9.78 10.73 9.86 12.98 12.1 16.6 用途 率定 率定 率定 率定 率定 率定 率定 率定 率定 率定 率定 验证 验证
由于受亚热带季风气候的影响，年径流量在年内的变
化较大，流域70%～80%的年降雨量和年径流量集中在每
年5～8月，剩余的时间基本上属于枯水季节。选取其中13
个子流域作为研究对象，流域面积大约为38.1～2079.9。 这些子流域的日平均流量资料的长度为9～45a，
研究流域的分布图
研究流域的空间特征
Qp% a1 A S
a2
a3
p
1 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 95 99
a1
2.2768×10-2 2.5326×10-2 1.4169×10-2 6.5134×10-3 4.0808×10-3 2.6828×10-3 2.2113×10-3 2.6554×10-3 2.8101×10-3 3.6912×10-3 3.2418×10-4 3.1623×10-4 2.5042×10-3
流量历时曲线的定义
流量历时曲线（ FDC）定义为在某个时段内某个流量 与大于等于该流量所对应的时间之间的相关关系，它综合 地描述了某流域的径流从枯水到洪水整个阶段的全部特征。
FDC 有时段的概念，这里用日平均流量来构建 FDC。
构建 FDC 时，首先将每年的日平均流量按照从大到小排
序，然后求出相应位置的各个年份的平均值，即为 FDC
水文模型至今还难以在实际中应用。大多数模型皆包
含参数，因此将模型参数移置到无资料地区很重要。
水文参数移植的问题
大多采用水文比拟法来移置优化确定的模型参数， 也就是从流域地形特征上定性地进行判断； 井立阳等在三峡区间流域上利用 DEM推求出流域空
间分布，建立了新安江模型的参数与特征值之间的相
数优化的目标函数，进一步探讨 FDC 作为优化目标函
数的可靠性和预测精度，为解决无资料地区的径流预 测问题提供一条简洁有效的途径。
研究流域的基本情况
东江发源于江西省寻邬县的桠髻体，干流河长 526km， 石龙以上流域面积35340。该流域地处我国亚热带，气候 温和，多年平均雨量为1750mm，年径流量较为丰沛。
a2
1.0457 1.0248 1.0067 0.9788 0.9571 0.9382 0.9243 0.9130 0.9081 0.8734 0.8621 0.8369 0.7905
a3
0.8653 0.5231 0.6371 0.8333 0.9520 1.0669 1.0850 0.9502 0.8547 0.7486 0.7371 0.7518 0.8696
曲线，该方法称为多年平均法，利用该方法构建出来的 FDC更能综合地反映出流域的降雨径流特性。
区域化流量历时曲线的构建
先利用用于“率定”的11个子流域的日平均流量资料分别
构建各自的FDC曲线，用线性插值求出各子流域在指定频率
下的流量值QP%(P= 1, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95, 99) 国内外的一些学者对FDC区域化问题已经进行过若干探讨， 主要包括Idaho法、面积指标法及多项式拟合法等。 通过多元线性回归分析得知，在本研究流域中，与流域面 积和流域坡度的相关关系较好，与其它因子的关系不太稳定。