分布式水文模型NEHM的構(gòu)建及應(yīng)用.pdf

1、森林水文模型作為一種新型、現(xiàn)代的水文研究手段，同傳統(tǒng)的森林水文研究方法具有互補(bǔ)功能，并有特殊的作用。森林水文模型的發(fā)展是與電子計(jì)算機(jī)進(jìn)步同步的。從早期的黑箱式模型逐步發(fā)展到具有高度物理仿真性的分布式流域水文模型，森林分布式水文模型可預(yù)測(cè)在自然條件或人為干擾下的水文響應(yīng)，為深入了解水文機(jī)理奠定基礎(chǔ)，對(duì)生態(tài)重建有著重要的指導(dǎo)意義，并得到高度重視和快速發(fā)展。
　　以小興安嶺林區(qū)帶嶺林業(yè)局寒月林場(chǎng)的育林溝流域?yàn)檠芯繉?duì)象，基于“3S”技術(shù)、

2、數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言、數(shù)字化水系(DEM)，參考國(guó)內(nèi)外水文模型構(gòu)建特點(diǎn)，根據(jù)森林水文動(dòng)態(tài)規(guī)律、年內(nèi)積雪及凍土凍融特性規(guī)律，構(gòu)建了流域分布式森林水文模型——NEHM(Northeast Hydrology Model)，對(duì)研究區(qū)域的水文動(dòng)態(tài)過(guò)程進(jìn)行模擬，為小興安嶺地區(qū)森林水文循環(huán)過(guò)程提供有效的預(yù)測(cè)和評(píng)估手段。模型參數(shù)主要依靠林業(yè)上廣泛應(yīng)用的小班數(shù)據(jù)來(lái)得到，突出了森林植被的時(shí)空動(dòng)態(tài)的表現(xiàn)。模擬在特定植被、地形、土壤凍融及降雪特征下徑流對(duì)降

3、水的響應(yīng)，揭示該生態(tài)系統(tǒng)植被變化對(duì)水文過(guò)程的調(diào)節(jié)規(guī)律，同時(shí)對(duì)客觀評(píng)價(jià)森林植被水文學(xué)作用有十分重要的意義。
　　本研究采用NEHM模擬小興安嶺湯旺河流域典型集水區(qū)逐日徑流過(guò)程，基于育林溝水文觀測(cè)站2004年實(shí)測(cè)資料分別對(duì)比了年徑流總量和日徑流模擬結(jié)果。結(jié)果表明，年徑流總量模擬值和真實(shí)值比較接近，日徑流模擬值與實(shí)測(cè)值的線性回歸系數(shù)(R2)和Nash-Sutcliffe模型效率系(Ens)均高于0.75，模擬效果較好。說(shuō)明NEHM能夠較

4、真實(shí)的模擬該流域水文動(dòng)態(tài)過(guò)程，適合用于指導(dǎo)該地區(qū)水資源的調(diào)配。在此基礎(chǔ)上，以《黑龍江省徑流實(shí)驗(yàn)站水文資料》和《黑龍江流域水文資料》為依據(jù)，設(shè)置不同降水量情景。采用NEHM模擬觀測(cè)點(diǎn)所在柵格地表徑流水量的變化，以進(jìn)一步研究降雨變化對(duì)水文過(guò)程的影響。結(jié)果表明，通過(guò)NEHM模擬，能夠體現(xiàn)出降雨變化對(duì)水文過(guò)程的影響，降雨量與徑流量呈正相關(guān)關(guān)系，降雨對(duì)徑流的影響存在一定的滯后性。最后，采用NEHM模擬了坡位對(duì)壤中流的影響，說(shuō)明壤中流的大小和壤中流