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Hydrologische Simulation typischer Einzugsgebiete des Chao-Sees und Untersuchung der Parameterverschiebung in datenarmen Gebieten

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摘要

Die Modellparameter, die in Einzugsgebieten mit gemessenen Abflussdaten kalibriert und validiert wurden, werden auf Einzugsgebiete ohne gemessene Abflussdaten übertragen, um den Anwendungsbereich hydrologischer Modelle zu erweitern. Als Untersuchungsobjekte dienten das Fengle-Flussgebiet mit Beobachtungsdaten und das Zhegao-Flussgebiet ohne Abflussdaten. Es wurde die Wirksamkeit der hydrologischen Simulation und des Parameterverschiebens des SWAT-Modells untersucht. Ein globaler Sensitivitätsanalyse-Algorithmus wurde zur Identifizierung sensibler Parameter verwendet. Mit den 11-jährigen gemessenen täglichen Abflussdaten der Taoxi-Station im Fengle-Flussgebiet wurden Modellkalibrierung und -validierung durchgeführt. Als Bewertungsmaßstäbe dienten Bestimmtheitsmaß (R2), Nash-Sutcliffe-Koeffizient (Ens) und relative Fehler (Re), um die Kalibrierungs- und Validierungsergebnisse zu bewerten. Die Merkmale beider Einzugsgebiete sowie deren Ähnlichkeit wurden analysiert, danach wurden die hydrologischen Parameter des Fengle-Gebiets auf das Zhegao-Gebiet übertragen, um hydrologische Simulationen und Validierungen durchzuführen. Die Ergebnisse zeigen, dass das SWAT-Modell den täglichen Abfluss des Fengle-Flusses simuliert; die R2-Werte für Kalibrierungs- und Validierungszeiträume lagen bei 0,77 bzw. 0,83, Ens bei 0,76 bzw. 0,82, Re bei 17 % bzw. 15 %. Die monatlichen Abflüsse hatten während der Kalibrierungs- und Validierungszeiträume jeweils R2-Werte über 0,94, Ens über 0,92 und relative Fehler unter 17 %. Die 11-jährigen gemessenen und simulierten Abflusskoeffizienten betrugen 45,31 % bzw. 52,65 % mit einem Fehler von 16,20 %. Basierend auf einer verbesserten Methode zur Bewertung der Ähnlichkeit von Einzugsgebieten betrug der Ähnlichkeitsgrad SItd zwischen Fengle und Zhegao 0,04, was einer vollständigen Ähnlichkeit entspricht. Beim Übertragen der hydrologischen Parameter des Fengle-Gebiets auf das Zhegao-Gebiet trat der Abflussgipfel im Sommer (Juni bis August) auf, der Sommerabfluss machte 63 % des Jahres aus, der Abflusskoeffizient lag bei 51,71 %, der relative Fehler gegenüber dem tatsächlichen Fengle-Abflusskoeffizienten lag unter ±25 %. Dies zeigt eine gute Übertragungswirkung der hydrologischen Parameter für das Zhegao-Gebiet und kann eine wissenschaftliche Grundlage für das Wassermanagement in der Region bieten.

关键词

SWAT; hydrologische Simulation; Parameterverschiebung; Einzugsgebiete mit Beobachtungen; Einzugsgebiete ohne Beobachtungen; Chao-See-Becken; Klimawandel

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