基于HSPF模型水文参数分析研究进展

陈 翔,李佳丽,覃 就（上海海事大学海洋科学与工程学院,上海 201306）



基于HSPF模型水文参数分析研究进展

陈 翔,李佳丽,覃 就
（上海海事大学海洋科学与工程学院,上海 201306）

摘 要：HSPF模型是半分布式水文模型，能够准确模拟流域水文状况。本文介绍了HSPF模型水文模块参数分析的几种研究方法：PEST自动校准、GLUE法、扰动分析法。通过总结得出用HSPF模型进行水文模拟所需考虑调整的参数：LZSN、INFILT、AGWRC、DEEPFR、BASETP、UZSN和IRC，为今后HSPF模型的应用提供参考。

关键词：HSPF模型；PEST GLUE法；扰动分析法；水文模拟

0 引言

近年来，水文模型的在国内外的应用十分广泛，如SWAT、SWMM和HSPF等。HSPF是由美国国家环境保护局开发的一套计算代码，属于半分布式水文模型，其中水文模块是HSPF 模型的基础，但参数繁多、难以率定［1-3］。目前，用于研究模型参数的校准和不确定性的方法有PEST自动校准［4］、GLUE法［5］、扰动分析法［6］等。由于HSPF 模型水文模拟过程复杂，参数繁多，因此分析影响水文过程模拟的参数是十分重要的。

1 HSPF模型水文模块机理

HSPF模型在水文过程模拟方面表现十分出色，而气候和土地利用的变化对水文过程模拟的影响最为显著［7］。将研究区域分为透水地面和不透水地而两种类型，针对不同地面水文过程进行模拟；流域水文过程在透水地面的模拟考虑降雨和地表径流等水文过程；在不透水模块的模拟主要包括降水和地表径流等［6］。

2 研究进展

2.1 PEST自动率定的应用

水文模型参数的率定是评价模型适用性不可缺少的部分，参数率定的方法有人工率定和PEST自动率定。程晓光［2］［5］等以北京妨水河流域为研究区域建立HSPF模型并对径流量进行了模拟，采用人工率定与PEST自动率定相结合的方法对参数敏感性进行分析，得出影响径流的参数有UZSN、LZSN、BASETP、INFILT、INTFW、AGWRC和IRC。高伟［4］等利用HSPF模型对中和流域进行了水文模拟，亦用人工率定与PEST自动率定相结合的方法对参数范围进行对比分析。

2.2 扰动分析法的应用

李燕［3］等以中田河流域为研究区域建立HSPF模型进行了水文模拟，采用扰动分析法分析了水文模块参数的敏感性；通过对模拟结果的分析得出：DEEPFR、AGWRC、UZSN、INFILT和LZSN这5个参数是影响该流域水文过程模拟精度的关键参数；最敏感参数是AGWRC，敏感参数有UZSN、INFILT 、LZSN、DEEPFR；LZETP为非敏感参数。罗川［6］等亦以中田河流域为研究区域建立HSPF模型进行了水文模拟，同样采用扰动分析法对水文模块参数进行了敏感性分析，通过对模拟结果的分析得出： AGWRC、UZSN、INFILT、DEEPFR、IRC、LZSN和INTFW这7个参数对HSPF模型在模拟流域水文过程时影响显著，其中，3类敏感参数是UZSN、INFILT和AGWRC；敏感级数为2类的参数是DEEPFR、LZSN、IRC和INTFW。

2.3 GLUE法的应用

程晓光［5］等以北京妨水河流域为研究区域建立HSPF模型并对径流量进行了模拟，采用GLUE法对水文模块参数进行不确定性分析，分析得出敏感参数为LZSN、AGWRC；区间敏感参数是BASETP；不敏感参数有AGWETP、INFILT、CEPSC、DEEPFR、UZSN、INTFW、IRC。

3 结论

通过程晓光，李燕等用不同的方法对HSPF模型水文模块参数进行了分析，根据他们的分析结果，可以得出在用HSPF模型进行水文模拟需要考虑调整的参数有INFILT、IRC、AGWRC、DEEPFR、LZSN、BASETP和UZSN。目前，对HSPF模型参数的研究还处于发展阶段，还需要对HSPF模型参数做更多更深入的研究。

参考文献：

［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］程晓光,张静,宫辉力.基于PEST自动校正的HSPF水文模拟研究［J］.人民黄河,2013（12）：33-36.

［3］李燕,李兆富,席庆.HSPF径流模拟参数敏感性分析与模型适用性研究［J］.环境科学,2013（06）：2139-2145.

［4］高伟,周丰,董延军等.基于PEST的HSPF水文模型多目标自动校准研究［J］.自然资源学报,2014（05）：855-867.

［5］程晓光,张静,宫辉力.半干旱半湿润地区 HSPF 模型水文模拟及参数不确定性研究［J］.环境科学学报,2014（12）：3179-3187.

［6］罗川,李兆富,席庆等.HSPF模型水文水质参数敏感性分析［J］.农业环境科学学报,2014（10）：1995-2002.

［7］李兆富,刘红玉,李燕.HSPF水文水质模型应用研究综述［J］.环境科学,2012（07）：2217-2223.

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

作者简介：陈翔（1990-），男，安徽寿县人，硕士研究生，研究方向：近岸海域水资源与水环境。