1.2 研究进展

水文模拟始于20世纪50年代，它是对流域上发生的水文过程进行模拟，建立数学模型，并利用计算机进行数值模拟、图形显示，实时预测各种水体的存在、循环和分布，以及物理和化学特征，从而提高人类对水文现象规律的认识。流域水文模拟是研究水文自然规律和解决水文工程问题的主要手段，随计算机技术的进步而取得了长足的发展，它在水利水电工程规划设计、洪水预报、水环境影响评价、水资源开发利用中发挥着巨大的作用。

流域水文模型主要分为概念性模型和分布式模型，概念性模型将流域概化为一个整体研究，模型简单，具有较强的实用性；分布式水文模型充分考虑了降雨空间分布、土地利用等下垫面状况的不同对水文过程影响也不同，与实际水文过程比较吻合，能更准确地反映流域的真实情况，代表了更先进的水文模型。

目前针对妫水河流域开展了较丰富的基础性研究，主要表现在生态监测及基于遥感技术支持的植被演替研究方面。宫兆宁等（2006）^［11］基于RS和GIS技术，研究了该区湿地景观的演变趋势及其演变原因；丁连靖等（2007）^［12］研究了延庆地区地热开发对环境的影响，结果证明地热的开发不会引起地面沉降、地震等灾害；崔天翔等（2013）^［13］采用不同模型提取了植被覆盖度，对生态环境研究具有重要意义。

然而，流域水文模型是将极度复杂的水文过程进行概念化和抽象化，运用数学公式、方程和流程来描述真实的水文过程。这种概念化模型是在实际应用流域水文模型进行预测和模拟时得出的，通过气象、水文多种不同资料的输入，并利用实测值进行模拟效果的判断，应用流域水文模型时存在着诸多不确定性。但是针对模型不确定的研究却鲜有展开。

模型不确定性主要包括模型输入、模型参数、模型结构和流域响应。经分析表明：模型输入直接影响着模型模拟效果，并影响模型参数的选择，为模型模拟带来不确定性；模型参数存在着明显的“异参同效性”现象，给选择适合的参数组进行模型的模拟带来困难；流域响应主要指实测值的误差，它影响着模型的模拟效果和参数分布，给选择反映流域特征的参数带来不确定性。

不确定性分析是一种定量分析方法，它分析各个因素对模型模拟值的影响，得出的主要结果有模型参数的分布和模拟值的置信区间。通过水文模型的不确定性分析，可分析不同环节的不确定性对模型模拟的影响，为改进模型和提高模拟效果提供丰富的信息（杜新忠，2011）^［14］。

由于水文系统的复杂性和不确定性，流域水文模拟研究一直是水文科学中重要的前沿研究领域（康玲，2004）^［15］。