CFSR气象数据在流域水文模拟中的适用性评价——以灞河流域为例

摘要：

近年来,全球再分析气象数据已经越来越多地被运用到世界各地的水文建模中,但是其模拟的效果有很大差异.为探讨CFSR再分析数据在流域水文模拟中的适用性问题,本文以灞河流域为研究区,使用两种气象数据(传统气象数据和CFSR气象数据)构建SWAT水文模型,并从年和月尺度分别进行灞河流域2001-2012年的径流模拟,利用回归分析、纳什效率系数NSE和百分比偏差PBIAS等评价方法对两种数据的模拟效果进行对比.最后,提出了CFSR气象数据订正的方法.结果表明:①CFSR气象数据在灞河流域水文模拟中有一定的适用性,模拟结果的拟合优度R2＞ 0.50,NSE＞ 0.33,|PBIAS|＜ 14.8,纳什效率系数NSE偏低.尽管CFSR气象数据质量存在一定问题,但是经过降雨数据订正后能够取得比较满意的模拟效果.②CFSR气象数据模拟流量比实测流量偏高,这主要是由于CFSR逐日降水数据估算的降雨天数较多、雨强较大,一般会导致该数据在水量平衡方面能够模拟出较高的基流和洪峰流量(个别年份除外).③灞河流域CFSR降水数据(x)与实测降水数据(y)之间的关系大致可用幂指数方程表达:y=1.4789x0.8875(R2=0.98,P＜0.001),每个CFSR站点的拟合方程略微不同,此方程为CFSR降水数据的订正提供了理论基础.

关键词：CFSR、气象数据、水文模拟、适用性评价、SWAT模型、灞河流域

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资助基金：国家自然科学基金项目41401602;陕西省自然科学基础研究计划资助项目2014JQ2-4021;陕西省重点科技创新团队计划项目2014KCT-27;西北大学研究生自主创新项目YZZ15011 [National Natural Science Foundation of China,No.41401602;The Project Supported by Natural Science Basic Research Plan in Shaanxi Province of China,No.2014JQ2-4021;Key Scientific and Technological Innovation Team Plan of Shaanxi Province,No.2014KCT-27;Graduate Student Innovation Project of Northwest University,No.YZZ15011]

在线出版日期：2016-10-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：1571-1586