重新概念化土壤和水评估工具中的 HRU 阈值定义,Journal of the American Water Resources Association

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重新概念化土壤和水评估工具中的 HRU 阈值定义
Journal of the American Water Resources Association ( IF 2.6 ) Pub Date : 2022-02-17 , DOI: 10.1111/1752-1688.13000
Pandara Valappil Femeena ₁ , Ritesh Karki ₂ , Raj Cibin _{1,

2} , K.P. Sudheer ₃

Affiliation

土壤和水评估工具 (SWAT) 模型通过将流域划分为进一步划分为水文响应单元 (HRU) 的子流域来模拟流域。在模型设置期间定义 HRU 时，通常使用用户定义的土地利用、土壤和坡度的面积阈值，以通过减少 HRU 的数量来提高计算效率。然而，这会导致流域生物物理信息的丢失，这是由于 HRU 未能超过阈值的重新分配给其他占主导地位的 HRU。本研究提出了一种改进的 HRU 定义方法，该方法可以最大限度地减少流域生物物理信息的损失，而不会显着增加 HRU 的数量并降低用户定义的 HRU 阈值。土地利用和土壤分布的比较表明，新的 HRU 模型与无阈值全 HRU 模型非常匹配，与默认阈值 SWAT 模型不同，在该模型中，景观分布特征没有得到充分体现。与默认的 SWAT 模型相比，使用建议的 HRU 定义方法时，模拟的水文和水质变量以及模型参数化也得到了更好的表征。采用新方法的 HRU 数量 (934) 仅略高于默认阈值模型 (589)，但远低于完整 HRU 模型 (29,288)。这种新的 HRU 定义方法可以帮助建模者执行计算高效的建模，而不会影响模型的生物物理输入的准确性。与默认的 SWAT 模型相比，使用建议的 HRU 定义方法时，也能更好地表征。采用新方法的 HRU 数量 (934) 仅略高于默认阈值模型 (589)，但远低于完整 HRU 模型 (29,288)。这种新的 HRU 定义方法可以帮助建模者执行计算高效的建模，而不会影响模型的生物物理输入的准确性。与默认的 SWAT 模型相比，使用建议的 HRU 定义方法时，也能更好地表征。采用新方法的 HRU 数量 (934) 仅略高于默认阈值模型 (589)，但远低于完整 HRU 模型 (29,288)。这种新的 HRU 定义方法可以帮助建模者执行计算高效的建模，而不会影响模型的生物物理输入的准确性。

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Reconceptualizing HRU Threshold Definition in the Soil and Water Assessment Tool

The Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model simulates a watershed by dividing it into subbasins which are further divided into hydrologic response units (HRUs). User-defined area thresholds for land use, soil, and slope are often used when defining HRUs during model setup to improve computational efficiency by reducing the number of HRUs. This, however, results in loss of watershed biophysical information due to the reapportionment of HRUs that fail to exceed the threshold to other dominant HRUs. This study presents an improved HRU definition method that minimizes the loss of watershed biophysical information without considerably increasing the number of HRUs and lowering the user-defined HRU thresholds. Comparison of land use and soil distribution showed that the new HRU model closely matched the no-threshold full HRU model, unlike the default threshold SWAT model in which the landscape distribution characteristics were inadequately represented. Simulated hydrological and water quality variables, as well as model parameterization, were also better characterized when using the proposed HRU definition method when compared with the default SWAT model. The number of HRUs with the new method (934) was only slightly higher than the default threshold model (589) but considerably lower than the full HRU model (29,288). This new HRU definition method can help modelers perform computationally efficient modeling without compromising the accuracy of biophysical inputs to the model.

更新日期：2022-02-17

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