基于SWAT和MODFLOW模型联合的地下水位数值模拟研究——以保定市府河中下游流域为例

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自然界水循环是一个动态的平衡过程,大气水、地表水、土壤水以及地下水的四水转化概括了自然界的水循环,所以各个形式的水之间联系密切,但又相互独立。如今使用水文模型研究水资源问题已经成为主流,本次研究就是将分布式水文模型SWAT与地下水数值模拟模型MODFLOW结合起来,根据收集、实地勘探以及试验获取的数据来构建保定府河中下游的SWAT模型,再根据SWAT模型的空间数据、属性数据和计算结果带入Vsiual MODFLOW中从而模拟出研究区地下水位动态变化。  本次研究主要研究成果如下:  (1)建立了府河中下游的SWAT模型。通过输入裁剪的研究区数字高程图,模型会自动提取流域网格单元的坡度、坡向等陆面信息,使用相关的方法确定出地表水流路径、河流水系、流域边界以及Visual MODFLOW的水文地质参数。  (2)通过SWAT-CUP的SUFI-2算法根据实测径流数据把构建的SWAT模型率定和验证,最终模型的相关系数R2为0.78,ENS系数为0.86,相对误差Re为14.8%。表明SWAT模型府河中下游可以适用。  (3)结合分布式水文模型SWAT和地下水数值模型Vsiual MODFLOW的特点,构建了本研究区两个模型的最小计算单元的交互界面,然后根据SWAT模型的特点与计算结果作为数值模型Vsiual MODFLOW的边界条件和初始条件,从而构建出两个模型联合的基础上对研究区的地下水位的模拟,并用实测地下水位与模拟地下水位进行比较,结果表明耦合模型能够可以模拟出与实际大致相同的地下水位波动,可以为保定府河中下游水资源合理的规划管理提供可靠的科学依据。
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