基于HSPF模型水文參數分析研究進展

陳 翔,李佳麗,覃 就（上海海事大學海洋科學與工程學院,上海 201306）

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基于HSPF模型水文參數分析研究進展

陳 翔,李佳麗,覃 就
（上海海事大學海洋科學與工程學院,上海 201306）

摘 要：HSPF模型是半分布式水文模型，能夠準確模擬流域水文狀況。本文介紹了HSPF模型水文模塊參數分析的幾種研究方法：PEST自動校準、GLUE法、擾動分析法。通過總結得出用HSPF模型進行水文模擬所需考慮調整的參數：LZSN、INFILT、AGWRC、DEEPFR、BASETP、UZSN和IRC，為今后HSPF模型的應用提供參考。

關鍵詞：HSPF模型；PEST GLUE法；擾動分析法；水文模擬

0 引言

近年來，水文模型的在國內外的應用十分廣泛，如SWAT、SWMM和HSPF等。HSPF是由美國國家環境保護局開發的一套計算代碼，屬于半分布式水文模型，其中水文模塊是HSPF 模型的基礎，但參數繁多、難以率定［1-3］。目前，用于研究模型參數的校準和不確定性的方法有PEST自動校準［4］、GLUE法［5］、擾動分析法［6］等。由于HSPF 模型水文模擬過程復雜，參數繁多，因此分析影響水文過程模擬的參數是十分重要的。

1 HSPF模型水文模塊機理

HSPF模型在水文過程模擬方面表現十分出色，而氣候和土地利用的變化對水文過程模擬的影響最為顯著［7］。將研究區域分為透水地面和不透水地而兩種類型，針對不同地面水文過程進行模擬；流域水文過程在透水地面的模擬考慮降雨和地表徑流等水文過程；在不透水模塊的模擬主要包括降水和地表徑流等［6］。

2 研究進展

2.1 PEST自動率定的應用

水文模型參數的率定是評價模型適用性不可缺少的部分，參數率定的方法有人工率定和PEST自動率定。程曉光［2］［5］等以北京妨水河流域為研究區域建立HSPF模型并對徑流量進行了模擬，采用人工率定與PEST自動率定相結合的方法對參數敏感性進行分析，得出影響徑流的參數有UZSN、LZSN、BASETP、INFILT、INTFW、AGWRC和IRC。高偉［4］等利用HSPF模型對中和流域進行了水文模擬，亦用人工率定與PEST自動率定相結合的方法對參數范圍進行對比分析。

2.2 擾動分析法的應用

李燕［3］等以中田河流域為研究區域建立HSPF模型進行了水文模擬，采用擾動分析法分析了水文模塊參數的敏感性；通過對模擬結果的分析得出：DEEPFR、AGWRC、UZSN、INFILT和LZSN這5個參數是影響該流域水文過程模擬精度的關鍵參數；最敏感參數是AGWRC，敏感參數有UZSN、INFILT 、LZSN、DEEPFR；LZETP為非敏感參數。羅川［6］等亦以中田河流域為研究區域建立HSPF模型進行了水文模擬，同樣采用擾動分析法對水文模塊參數進行了敏感性分析，通過對模擬結果的分析得出： AGWRC、UZSN、INFILT、DEEPFR、IRC、LZSN和INTFW這7個參數對HSPF模型在模擬流域水文過程時影響顯著，其中，3類敏感參數是UZSN、INFILT和AGWRC；敏感級數為2類的參數是DEEPFR、LZSN、IRC和INTFW。

2.3 GLUE法的應用

程曉光［5］等以北京妨水河流域為研究區域建立HSPF模型并對徑流量進行了模擬，采用GLUE法對水文模塊參數進行不確定性分析，分析得出敏感參數為LZSN、AGWRC；區間敏感參數是BASETP；不敏感參數有AGWETP、INFILT、CEPSC、DEEPFR、UZSN、INTFW、IRC。

3 結論

通過程曉光，李燕等用不同的方法對HSPF模型水文模塊參數進行了分析，根據他們的分析結果，可以得出在用HSPF模型進行水文模擬需要考慮調整的參數有INFILT、IRC、AGWRC、DEEPFR、LZSN、BASETP和UZSN。目前，對HSPF模型參數的研究還處于發展階段，還需要對HSPF模型參數做更多更深入的研究。

參考文獻：

［1］Kazem Javan, Farzin Nasiri Saleh, Hamid Taheri Shahraiyni. The Influences of Climate Change on the Runoff of Gharehsoo River Watershed. American Journal of Climate Change, 2013（02）：296-305.

［2］程曉光,張靜,宮輝力.基于PEST自動校正的HSPF水文模擬研究［J］.人民黃河,2013（12）：33-36.

［3］李燕,李兆富,席慶.HSPF徑流模擬參數敏感性分析與模型適用性研究［J］.環境科學,2013（06）：2139-2145.

［4］高偉,周豐,董延軍等.基于PEST的HSPF水文模型多目標自動校準研究［J］.自然資源學報,2014（05）：855-867.

［5］程曉光,張靜,宮輝力.半干旱半濕潤地區 HSPF 模型水文模擬及參數不確定性研究［J］.環境科學學報,2014（12）：3179-3187.

［6］羅川,李兆富,席慶等.HSPF模型水文水質參數敏感性分析［J］.農業環境科學學報,2014（10）：1995-2002.

［7］李兆富,劉紅玉,李燕.HSPF水文水質模型應用研究綜述［J］.環境科學,2012（07）：2217-2223.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.181

作者簡介：陳翔（1990-），男，安徽壽縣人，碩士研究生，研究方向：近岸海域水資源與水環境。