使用R编程和并行处理在中大西洋地区的HUC12子盆地尺度进行校准:发展国家SWAT水文校准

科学领域:

• 水文学的水文学
• 环境建模环境建模
• 水资源管理 水资源管理

背景情况:

• 大规模的水文建模需要强大的校准才能进行准确的预测.
• 土壤和水资源评估工具 (SWAT) 是广泛使用的,但对校准的计算密集.
• 之前的校准工作缺乏在大型地区的统一性和可复制性.

研究的目的:

• 演示国家级SWAT模型校准的第一阶段在水文单位代码12 (HUC12) 中大西洋地区的水分区尺度 (R02).
• 开发和实施一个高效的R编程工具来简化SWAT校准,包括SWAT校准和不确定性程序 (SWAT-CUP) 的并行处理.
• 提高SWAT相关水文研究在该地区的可靠性,统一性和可复制性.

主要方法:

• 开发了一个R编程工具,用于流量校准,并包含SWAT-CUP的并行处理.
• 应用该工具对整个中大西洋地区 (R02) 的3036个HUC12子盆地校准SWAT模型.
• 使用Kling-Gupta效率 (KGE ≥0.5) 和百分比偏差 (PBIAS ≤15%) 标准来成功校准流量.

主要成果:

• 在553个选定的测量尺度中,成功校准了415个测量尺度 (KGE ≥0.5,PBIAS ≤15%).
• 为2106个HUC12子盆地生成的校准参数值.
• 校准了额外的67个测量器,使用宽松的PBIAS标准 (≤25%),产生了150个HUC12子盆地的参数.

结论:

• 在R02中进行大规模SWAT校准的第一阶段显著提高了水文研究的可靠性和统一性.
• 开发的R编程工具为优化大规模,多站点水文模型校准提供了全面和高效的方法.
• 这项工作为使用SWAT进行一致和可复制的国家级水文评估奠定了基础.