基于HSPF模型水文參數(shù)分析研究進(jìn)展

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

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基于HSPF模型水文參數(shù)分析研究進(jìn)展

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

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

關(guān)鍵詞：HSPF模型；PEST GLUE法；擾動(dòng)分析法；水文模擬

0 引言

近年來，水文模型的在國內(nèi)外的應(yīng)用十分廣泛，如SWAT、SWMM和HSPF等。HSPF是由美國國家環(huán)境保護(hù)局開發(fā)的一套計(jì)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(chǔ)，但參數(shù)繁多、難以率定［1-3］。目前，用于研究模型參數(shù)的校準(zhǔn)和不確定性的方法有PEST自動(dòng)校準(zhǔn)［4］、GLUE法［5］、擾動(dòng)分析法［6］等。由于HSPF 模型水文模擬過程復(fù)雜，參數(shù)繁多，因此分析影響水文過程模擬的參數(shù)是十分重要的。

1 HSPF模型水文模塊機(jī)理

HSPF模型在水文過程模擬方面表現(xiàn)十分出色，而氣候和土地利用的變化對(duì)水文過程模擬的影響最為顯著［7］。將研究區(qū)域分為透水地面和不透水地而兩種類型，針對(duì)不同地面水文過程進(jìn)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(jìn)展

2.1 PEST自動(dòng)率定的應(yīng)用

水文模型參數(shù)的率定是評(píng)價(jià)模型適用性不可缺少的部分，參數(shù)率定的方法有人工率定和PEST自動(dòng)率定。程曉光［2］［5］等以北京妨水河流域?yàn)檠芯繀^(qū)域建立HSPF模型并對(duì)徑流量進(jìn)行了模擬，采用人工率定與PEST自動(dòng)率定相結(jié)合的方法對(duì)參數(shù)敏感性進(jìn)行分析，得出影響徑流的參數(shù)有UZSN、LZSN、BASETP、INFILT、INTFW、AGWRC和IRC。高偉［4］等利用HSPF模型對(duì)中和流域進(jìn)行了水文模擬，亦用人工率定與PEST自動(dòng)率定相結(jié)合的方法對(duì)參數(shù)范圍進(jìn)行對(duì)比分析。

2.2 擾動(dòng)分析法的應(yīng)用

李燕［3］等以中田河流域?yàn)檠芯繀^(qū)域建立HSPF模型進(jìn)行了水文模擬，采用擾動(dòng)分析法分析了水文模塊參數(shù)的敏感性；通過對(duì)模擬結(jié)果的分析得出：DEEPFR、AGWRC、UZSN、INFILT和LZSN這5個(gè)參數(shù)是影響該流域水文過程模擬精度的關(guān)鍵參數(shù)；最敏感參數(shù)是AGWRC，敏感參數(shù)有UZSN、INFILT 、LZSN、DEEPFR；LZETP為非敏感參數(shù)。羅川［6］等亦以中田河流域?yàn)檠芯繀^(qū)域建立HSPF模型進(jìn)行了水文模擬，同樣采用擾動(dòng)分析法對(duì)水文模塊參數(shù)進(jìn)行了敏感性分析，通過對(duì)模擬結(jié)果的分析得出： AGWRC、UZSN、INFILT、DEEPFR、IRC、LZSN和INTFW這7個(gè)參數(shù)對(duì)HSPF模型在模擬流域水文過程時(shí)影響顯著，其中，3類敏感參數(shù)是UZSN、INFILT和AGWRC；敏感級(jí)數(shù)為2類的參數(shù)是DEEPFR、LZSN、IRC和INTFW。

2.3 GLUE法的應(yīng)用

程曉光［5］等以北京妨水河流域?yàn)檠芯繀^(qū)域建立HSPF模型并對(duì)徑流量進(jìn)行了模擬，采用GLUE法對(duì)水文模塊參數(shù)進(jìn)行不確定性分析，分析得出敏感參數(shù)為LZSN、AGWRC；區(qū)間敏感參數(shù)是BASETP；不敏感參數(shù)有AGWETP、INFILT、CEPSC、DEEPFR、UZSN、INTFW、IRC。

3 結(jié)論

通過程曉光，李燕等用不同的方法對(duì)HSPF模型水文模塊參數(shù)進(jìn)行了分析，根據(jù)他們的分析結(jié)果，可以得出在用HSPF模型進(jìn)行水文模擬需要考慮調(diào)整的參數(shù)有INFILT、IRC、AGWRC、DEEPFR、LZSN、BASETP和UZSN。目前，對(duì)HSPF模型參數(shù)的研究還處于發(fā)展階段，還需要對(duì)HSPF模型參數(shù)做更多更深入的研究。

參考文獻(xiàn)：

［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(dòng)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(shù)敏感性分析與模型適用性研究［J］.環(huán)境科學(xué),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(biāo)自動(dòng)校準(zhǔn)研究［J］.自然資源學(xué)報(bào),2014（05）：855-867.

［5］程曉光,張靜,宮輝力.半干旱半濕潤地區(qū) HSPF 模型水文模擬及參數(shù)不確定性研究［J］.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2014（12）：3179-3187.

［6］羅川,李兆富,席慶等.HSPF模型水文水質(zhì)參數(shù)敏感性分析［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2014（10）：1995-2002.

［7］李兆富,劉紅玉,李燕.HSPF水文水質(zhì)模型應(yīng)用研究綜述［J］.環(huán)境科學(xué),2012（07）：2217-2223.

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

作者簡(jiǎn)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(huán)境。