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水文模型是认识和探索水循环、水文过程的重要手段之一,随着地理信息技术和遥感技术的兴起,它逐渐成为数字流域管理和现代化水资源管理的基础和核心。水文模型不确定性来源包括参数、结构和输入不确定性。对于分布式水文模型,虽然模型输入资料的可靠性和精度日益提高,但是仍然存在模型概化不准确以及数据与模型尺度不匹配等问题,导致模拟结果产生差异。本文以SWAT模型为研究工具,构建密西西比河上游流域分布式水文模型,从空间单元划分和气象要素空间分辨率两个方面,开展水文模型不确定性研究,有助于提高水文模拟的准确性和适用性。主要研究内容及成果如下。（1）基于子流域和水文响应单元设置5种不同组合的空间单元划分情景,统计不同情景下的流域空间特征因子,并且对水循环要素输出的时空差异性进行分析。结果表明,时间尺度上,空间单元划分造成的水循环要素输出不确定性与气象因子有关。其中,潜在蒸散发不确定性与气温因子极强相关,随气温的升高而减小;径流要素不确定性与气温因子的相关性小于蒸散发,随气温的升高而呈现增大趋势。空间尺度上,侧向流输出差异在地形陡峭的地区更大,地表径流和地下水径流输出差异主要与土地利用和土壤类型的转化有关。（2）将流域内13个水文站点在不同空间划分单元下的模拟值与年径流观测值进行对比,发现径流模拟精度随空间单元划分的增加而提高。同时采取相对极差作为不确定性分析指标,对不同嵌套尺度上的年径流输出进行分析。结果表明,空间单元划分造成的径流模拟不确定性存在尺度效应。子流域划分不同造成的径流模拟不确定性随流域尺度的增加而增大。水文响应单元划分造成的径流不确定性大小与模型概化后的河网密度有关,在不同尺度上呈现随河网密度增加而变大的变化规律。据此,提出了密西西比河上游流域不同流域尺度上的空间单元划分策略,为大型流域平衡模拟精度与运行效率提供参考。（3）针对不同划分情景下主河道上、中、下游的3个率定站点,选取涵盖降雪、地表水、地下水、土壤水、蒸散发和侧向流等过程的18个模型参数对模型进行率定。结果表明,水文响应单元划分对参数取值的影响较小,相同子流域情景下的最佳参数组合可能相同。部分参数取值与空间特征因子具有相关关系,其中地下水径流相关参数与土壤水文分组的相关性更强。同时,空间单元划分对参数敏感性有影响,不同子流域划分下部分参数的敏感性排序不同。（4）根据参数空间移植后在10个支流站点的验证结果,定量分析了径流评价指标与不同汇流区下垫面空间特征的相关性,引入综合评价指标对不同划分情景下的模型适用性进行评价。结果表明,评价指标决定系数R~2、纳什效率系数NSE和克林系数KGE与土地利用以及土壤类型面积占比具有显著相关性;百分比偏差PBIAS与汇流区总面积具有正相关性。此外,对于大型流域而言,虽然不同空间单元划分下流域出口的模拟精度都可达到要求,但是子流域划分越多,模型在流域内不同区域间的模拟效果差异性越大;当子流域划分相同时,流域不同站点的平均模拟精度随水文响应单元的增加而提高。（5）选取空间分辨率不同的站点气象数据和网格气象数据,通过比较多个空间区域上的站点模拟效果,对不同来源气象数据的可靠性进行了评价,优选出了平均模拟精度更高的网格气象数据;进一步将网格数据与子流域划分数量进行尺度匹配,对比分析了不同空间单元划分下水文模拟的差异性。结果表明,随着气象数据密度的增加,相同空间单元划分情景下模型模拟的产流能力更强,年均径流变大,月径流评价指标表现也随之提高;当空间单元划分越细,由气象要素空间分辨率变化引起的模拟不确定性变大。综上所述,本文以分布式水文模型SWAT作为研究工具,以大型流域密西西比河上游流域为研究对象,较系统的研究了不同空间单元划分和气象要素空间分辨率对水文模型不确定性的影响规律,为分布式水文模型的建模和改进提供了参考。