SRM模型在克州境內融雪徑流模擬中的應用研究

哈尼克孜·麥麥提

（新疆克孜勒蘇水文勘測局，新疆 阿圖什 845350）

1 前言

融雪徑流是新疆克州境內水資源的重要補給源，是區域水資源量重要補給成分[1]。新疆克州境內山區的冰川融雪徑流對流域水資源進行了有效補給，由于新疆克州典型的溫帶大陸氣候，降雨量較少，降雨對河流徑流量的補給較少，大多數克州境內河流的補給都來源于融雪徑流的補給。近些年來，國內有許多學者展開融雪徑流的模擬研究，并取得一定的研究成果[2～6]，這其中SRM模型由于可以考慮日均氣溫變化對融雪徑流的影響，在許多區域融雪徑流模擬取得較好的精度[7～10]，但在新疆克州境內還未得到相關應用，融雪徑流的模擬有助于分析其對區域水資源量的影響，也可作為應對氣候變化影響區域融雪徑流的模擬平臺，本文結合SRM模型對新疆克州境內的融雪徑流進行模擬應用，并結合區域水文站實測數據對其模擬精度進行分析，研究成果對新疆克州水資源規劃和利用具有重要的參考價值。

2 SRM模型原理

SRM模型的計算原理是將逐日融雪水量和降水產生水量進行累加，累加后的水量按照模型退水進行計算，得到逐日的融雪徑流量，其計算方程為:

式中:n+1表示為不同時間尺度下的融雪徑流，m3/s；CSn和CRn分別表示為融雪以及降水所產生的徑流系數值；an表示融雪參數因子，cm·℃-1d-1，其主要表示逐日產生融雪徑流所能夠消耗的融雪量；Tn表示為溫度修正梯度參數，℃·d；Sn表示為整個流域內的積雪所能覆蓋的面積比例；n表示逐日的降水量，mm；A表示為整個計算區域的面積，km2；Kn表示融雪徑流的消退系數；n表示為計算的天數，d。

3 模型應用

3.1 研究區域概況

本文以新疆克州為研究區域，該區域屬于典型的大陸性氣候，干旱少雨，氣溫垂直變化性較大，區域內分布常年的冰川山區，也有夏季較為炎熱的平原地區，區域主要的水資源補給來源于夏季降水補給以及山區的冰川融雪徑流補給，溫差變化較大，溫度最高的地區和最低的區域差別可達到20℃，克州境內的多年平均降水量在100 mm～200 mm左右，多年平均蒸發量較大，在1500 mm～3000 mm左右，屬于典型的干旱區，全境內多年平均水資源量為82.9億m3，占全新疆總水資源量的10%左右。本文結合新疆克州某水文站點的徑流觀測數據，結合SRM模型對其融雪徑流進行模擬，分析其模擬精度和適用性。

3.2 模型參數設置

結合區域水文站10年的徑流觀測數據，對模型進行參數的率定和設置，模型參數率定結果見表1。

表1 研究區域SRM模型參數設置結果

3.3 模型模擬精度分析

在模型參數率定的基礎上，結合研究水文站2008年～2018年實測徑流深數據對SRM模型的融雪徑流模擬精度進行分析，分析結果見表2，并選取兩個典型年份分析其月尺度融雪徑流的模擬精度，分析結果見圖1。

表2 SRM模型在新疆克州境內的融雪徑流模擬精度分析

從表2中可看出，SRM融雪徑流模型在新疆克州境內具有較好的適用度，各年份模擬的融雪徑流深和實測的徑流深之間的絕對誤差均在20 mm以內，模擬值和實測值之間的相對誤差也可控制在±10%以內，各年份模擬值和實測值的相關系數總體在0.6以上，按照水文情報預報規范精度要求，可以達到乙級精度要求。因此SRM融雪徑流模型可以用來模擬新疆克州境內的融雪徑流量。從圖1可看出，選取的兩個典型年份各月融雪徑流深均具有較好的吻合度，但兩個年份下模擬的融雪徑流峰值均高于實測值，這主要是因為峰值主要出現在夏季炎熱年份，受高溫影響，其融雪徑流量相應增加，而SRM模型由于未能考慮水面蒸發影響，而在夏季新疆克州水面蒸發較大，因此模擬的融雪徑流峰值要高于實測值。在其他月份，尤其是在退水階段，SRM融雪徑流值要小于實測值，這主要是因為退水階段，氣溫降低，融雪徑流量有所減少，而實測值主要觀測的是進入河道斷面的水量，其值要高于融雪徑流量。

4 不同氣溫情景下的融雪徑流影響分析

在SRM模型適用度分析的基礎上，結合該模型定量分析不同氣溫情景下的融雪徑流量影響程度，分析結果見表3。

表3 不同氣溫情景下新疆克州境內的融雪徑流深影響程度分析結果

從表3中可看出，當氣溫減低2℃后，相比于氣溫變化前，融雪徑流深變化差為-9.52 mm，變化率達到-13.1%，這主要是因為氣溫降低后，融雪徑流有所減少，而在相同降水和蒸發條件下，其融雪徑流量必然減少，而當氣溫升高2℃后，隨著氣溫遞增變化的影響，融雪徑流量相應增加，在降水和蒸發條件不變化的時候，其融雪徑流增加12.65 mm，徑流深增加率達到17.4%，可見，相比于氣溫降低相同的溫度，氣溫升高對于區域融雪徑流的影響程度要高于氣溫降低的影響，而融雪徑流量影響的關鍵在于對河流水量的補給，氣溫升高的同時，蒸發影響小于氣溫降低的影響，使得其融雪徑流增加的比例高于氣溫減低相同的溫度，使得其融雪徑流影響度高于氣溫降低相同溫度的情景。SRM模型可以為區域氣候變化下對融雪徑流的影響提供有效的定量模擬平臺。

5 結論

（1）SRM融雪徑流模型在新疆克州境內具有較好的適用度，按照水文情報預報規范精度要求，模擬精度可以達到乙級標準要求，SRM模型由于未能考慮水面蒸發影響，而在夏季新疆克州水面蒸發較大，因此在夏季氣溫較高月份模擬的融雪徑流峰值要高于實測值。

（2）SRM模型可以為區域氣候變化下對融雪徑流的影響提供有效的定量模擬平臺，相比于氣溫降低相同的溫度，氣溫升高對于區域融雪徑流的影響程度要高于氣溫降低的影響。