ISSN 1004-4965

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基于WRF-Hydro模式的不同汇流方法对清江流域径流模拟的影响

高玉芳 张晨昊 彭涛 高勇

高玉芳, 张晨昊, 彭涛, 高勇. 基于WRF-Hydro模式的不同汇流方法对清江流域径流模拟的影响[J]. 热带气象学报, 2026, 42(2): 204-212. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.017
引用本文: 高玉芳, 张晨昊, 彭涛, 高勇. 基于WRF-Hydro模式的不同汇流方法对清江流域径流模拟的影响[J]. 热带气象学报, 2026, 42(2): 204-212. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.017
GAO Yufang, ZHANG Chenhao, PENG Tao, GAO Yong. The Impact of Different Confluence Methods on Runoff Simulation in Qingjiang River Basin Based on WRF-Hydro Model[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2026, 42(2): 204-212. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.017
Citation: GAO Yufang, ZHANG Chenhao, PENG Tao, GAO Yong. The Impact of Different Confluence Methods on Runoff Simulation in Qingjiang River Basin Based on WRF-Hydro Model[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2026, 42(2): 204-212. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.017

基于WRF-Hydro模式的不同汇流方法对清江流域径流模拟的影响

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.017
基金项目: 

国家自然科学基金 U2442601

国家重点研发计划项目 2024YFC3013002

详细信息
    通讯作者:

    高玉芳,女,山东省人,副教授,主要从事水文气象研究及相关应用研究。E-mail: gaoyf@nuist.edu.cn

  • 中图分类号: P338

The Impact of Different Confluence Methods on Runoff Simulation in Qingjiang River Basin Based on WRF-Hydro Model

  • 摘要: 流域水文模型作为洪水预报和防灾减灾的核心技术,其汇流演算方法的选用对径流模拟效果有重要影响。Muskingum方法忽略回水效应,可能对水文模型在复杂地形区域的应用造成偏差,而WRF-Hydro (Weather Researchand Forecasting model (WRF) hydrological modeling system)模式不同汇流方法的对比研究仍显不足。针对清江流域水布垭水文站以上流域为研究区域,利用2016—2017年的7次径流过程,设计了扩散波方法采用默认CHANPARM.TBL参数表调参(WW)、Muskingum方法基于Route_link.nc文件调参(MM)和扩散波方法采用修改后的CHANPARM.TBL参数表调参(WM),3种试验方案进行模拟,对比扩散波、Muskingum两种河道汇流演算方法在WRF-Hydro模式中应用效果的差异,分析其影响因素。结果表明:使用两种河道汇流方法的WRF-Hydro模式均有良好的性能;MM试验方案情况下与WW/WM方案相比,Muskingum方法的平均NSE分别提高0.017、0.037,平均KGE分别降低0.012、0.021。在参数一致的情况下,扩散波方法因考虑回水效应,模拟径流流速较慢,峰值流量较小,峰现时间推迟,表明回水效应是影响汇流模拟的关键因素。

     

  • 图  1  清江流域水布垭水文站以上流域的高程及WRF-Hydro预处理工具提取的水系分布图

    图  2  7次径流过程的累积降雨量分布图

    图  3  基于3种试验方案的4次率定期径流事件的模拟结果

    图  4  基于3种试验方案的3次验证期径流事件的模拟结果

    图  5  基于4种试验方案,不同MannN率定值的3次径流事件的模拟结果

    表  1  三种试验方案的MannN初始参数配置

    河道分级 MM WW WM
    1 0.096 0.09 0.096
    2 0.076 0.07 0.076
    3 0.060 0.06 0.060
    4 0.047 0.05 0.047
    5 0.037 0.04 0.037
    6 0.030 0.03 0.030
    7 0.025 0.03 0.025
    下载: 导出CSV

    表  2  参数率定结果

    参数 MM WW WM
    REFKDT 1.5 1.5 1.5
    OVROUGHRTFAC* 1.1 1.1 1.1
    MAXSMC* 0.9 0.9 0.9
    SATDK* 0.6 0.6 0.6
    SoilZ* 1.1 1.1 1.1
    MannN* 0.9 0.6 0.6
    注:表中带*的参数使用乘数系数进行率定。
    下载: 导出CSV

    表  3  基于3种试验方案的清江流域7次径流事件的模拟结果评估

    径流事件 试验方案 评估指标
    Dv Dp NSE KGE
    20160623(率定期) MM −0.106 −0.119 0.494 0.731
    WW −0.106 −0.035 0.635 0.778
    WM −0.107 −0.058 0.667 0.798
    20160630(率定期) MM 0.081 −0.019 0.863 0.885
    WW 0.057 −0.065 0.960 0.938
    WM −0.057 0.065 0.960 0.938
    20160718(率定期) MM 0.024 0.172 0.944 0.892
    WW −0.010 0.097 0.908 0.891
    WM −0.010 0.077 0.901 0.902
    20170609(率定期) MM −0.222 1.482 0.254 −0.114
    WW −0.222 1.468 0.300 −0.088
    WM −0.223 1.387 0.306 −0.049
    20170707(验证期) MM 0.015 0.589 0.723 0.671
    WW 0.025 0.625 0.701 0.650
    WM 0.024 0.574 0.714 0.670
    20171001(验证期) MM −0.239 0.016 0.731 0.727
    WW −0.247 −0.039 0.773 0.725
    WM −0.248 −0.081 0.772 0.716
    20171011(验证期) MM −0.239 −0.294 −1.183 0.494
    WW −0.273 −0.333 −1.569 0.474
    WM −0.274 −0.345 −1.752 0.461
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-10-08
  • 修回日期:  2026-04-03
  • 刊出日期:  2026-04-20

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