论文部分内容阅读
我国的平原河网区存在大量的圩区,圩堤的修筑隔断了自然的水流路径,圩堤内外的水量交换则通过涵、闸、泵站等水工设施人工控制。分布式水文模型是流域水文过程模拟与预测的主要手段之一,而现有的分布式水文模型都缺乏针对圩区的水文模拟模块,使其难以模拟平原圩区复杂、独特的水文过程。因此,在充分探究平原圩区水文特征的基础上提出一种适用于平原圩区的分布式水文建模方法,对于提高分布式水文模型在平原圩区的适用性、改善流域生态环境具有重要的理论和现实意义。本文选择位于太湖流域湖西区的溧阳流域作为研究区,在解析平原圩区空间结构与水文特征的基础上,研究不同类型圩区与圩外河道的水量交换机理,建立了圩区内外水量交换计算模型,并将其作为一个功能模块嵌入到SWAT模型中,建立了具备圩区水文模拟模块的分布式水文模型,通过在研究区的实验表明本文构建的圩区内外水量交换计算模型在平原圩区具有良好的适用性。本文主要研究内容与成果如下：(1)通过野外实地考察,分析了平原圩区的类型、空间结构和水文特性。根据圩区所处的地形特点,将圩区分为半山圩、平坦圩和高差圩三种类型,分析了不同类型圩区的内外水量交换机理,根据圩区灌溉、排涝的调度规则建立了圩区内外水量交换计算模型。(2)对SWAT模型的结构进行了解析,通过编程以及河道演算过程源码的修改,在SWAT模型中集成了圩区水文过程模拟模块,并实现了相应的参数文件定制。(3)选取溧阳流域为典型研究区,利用集成了圩区模拟模块的SWAT模型进行实验模拟,结果表明,模型修改后胡家圩桥站模拟结果的相对误差、相关系数和纳什系数从37%、0.52和0.41提高到了24%、0.68和0.67,山前桥站模拟结果的相对误差、相关系数和纳什系数从37%、0.69和0.56提高到了26%、0.82和0.78。改进后的模型基本避免了SWAT模型在平原圩区模拟汛期径流峰值偏高、径流峰值提前、径流高峰后径流回落过快的现象,说明本文建立的圩区内外水量交换计算模型能较好模拟流域内圩区的水文过程,有助于提高平原圩区的水文过程模拟的准确性,为分布式水文模型在平原圩区的应用提供了一种方法。