Page 85 - 2022年第53卷第4期

单元划分。每一个计算单元都具有子流域属性、行政区属性、灌区属性、土地利用类型属性和土壤
类型属性。
通过计算单元划分，使水文模拟单元与基本配置单元一一对应，从而建立水资源配置模型计算
单元与水文模型计算单元之间的空间拓扑关系。每一个计算单元既是水文模型的水文模拟单元，又
是水资源配置模型的基本配置单元。计算单元内的用水部门类型划分视水文模拟单元的土地利用类
型而定：如果一个水文模拟单元的土地利用类型是城镇用地，则对应的用水部门包括城镇居民、工
业和服务业等；如果是农村用地，则对应的用水部门包括农村居民和畜禽等；如果是农业用地，则
对应的用水部门包括农田、林地和草地等（图 3（b））。
这样的划分方式，既能体现分布式水文模型的单元划分特点，也满足了区域水资源管理的需
求，为两个子模型模拟信息的双向传递奠定基础，进而实现不同尺度的水资源配置模拟。在系统运
行时，水资源配置模型可以根据计算单元的类型识别其各用水部门的取水源及其取水优先序，进而
传递和调用水文模型中的各类水源模块，计算各个单元的行业用水量和水源取水量，从而进一步统
计各行政分区和整个研究区的水资源配置结果。

水文模型 水资源配置模型
水文模拟单元 基本配置单元
（单元内的土地利用类型） （单元内的用水部门类型）
DEM
城市水文单元 城市配置单元
（城市居工地） （城市生活、工业、服务
业等）
乡镇水文单元 乡镇配置单元
土地利用类型 子流域 土壤类型 （乡镇居工地） （乡镇生活、工业、服
务业等）
农村配置单元
叠加 农村水文单元 （农村生活、畜禽养
（农村居工地） 殖等）
行政区划 HRU 灌区分布
农田水文单元 农田配置单元
（农田用地） （水田、旱地等）
叠加
林草水文单元 林草配置单元
（林草地） （草地等）
计算单元
注:双箭头表示水文模拟单元与基本配置单元之间一一对应
（a） 计算单元划分流程 （b） 水文模拟单元与基本配置单元之间的一一对应关系
图 3 计算单元划分

2.2.2 模块修改与衔接 为实现水资源配置模型与 SWAT 模型的耦合，需要对 SWAT 模型的部分模块
进行代码修改，并与水资源配置模型中的相关模块进行衔接。
（1）耗用水模块修改。SWAT 模型中的耗用水模块包括 rchuse 模块（河道取水）、res 模块（水库取
水）和 watuse 模块（浅水层取水、深水层取水和坑塘取水），但耗用水的设计仅能反映其逐月变化特
征。因此，对三个耗用水模块进行代码修改，将月取水参数修改为日取水参数，实现逐日用水模
拟。此外，在 watuse 模块中添加外调水取水和再生水处理与使用程序，实现外调水和再生水在生
活、工业和服务业等用水部门中的使用。
（2）灌溉水源模块修改。SWAT 模型中的灌溉水源模块包括 irr_rch 模块（河道灌溉）、irr_res 模块
（水库灌溉）和 irrsub 模块（浅层地下水灌溉、深层地下水灌溉和外调水灌溉）。在 irrsub 模块中添加坑
塘取水程序，实现坑塘水在农业灌溉供水方面的使用。SWAT 模型采用将水源取水量直接添加到
HRU 上的方式进行灌溉模拟，渠系蒸发、渠系渗漏和渠系退水都作为系统损失，这会影响水文模拟
的准确性。因此，对三个灌溉水源模块进行修改，相应的计算公式如下：
)
ET can = Irr can · (1 - φ ·α （1）
)
Ls can = Irr can · (1 - φ ·β （2）
)
Surp can = Irr can · (1 - φ - ET can - Ls can （3）

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