基于SWAT模型的延河流域土地利用对径流影响模拟研究

发布时间：2017-10-11 07:42

  本文关键词：基于SWAT模型的延河流域土地利用对径流影响模拟研究

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【摘要】：本文以黄土高原典型流域——延河流域作为研究区,建立SWAT水文模型基础数据库及确定其适用参数,并对流域多年月径流量进行模拟验证。在此基础上,研究了流域土地利用对径流的影响。主要研究成果如下:1)构建了延河流域SWAT水文模型基础数据库。收集并处理模型运行所需流域基础资料,主要包括DEM数据、土地利用数据、土壤数据、气象数据、河流水文数据,建立模型运行所需数据库。2)确立了适用于延河流域的SWAT模型输入参数值。采用数字滤波法分割基流量,确定基流指数。在此基础上,运用SWAT-CUP进行模型参数率定及验证,确定了14个径流模拟敏感参数适用值。对径流模拟结果影响最大的前5个参数分别为:CN2、SOL_BD、SOL_K、ALPHA_BNK、GWQMN。3)评价了SWAT模型在延河流域的适用性。本文选择甘谷驿水文站1982-1988年实测月均径流量对模型参数率定,参数率定期决定系数R2=0.74且纳什效率系数NS=0.69;采用1991-1996年实测月均流量进行参数验证,验证期决定系数R2=0.79且纳什效率系数NS=0.72,符合模型评价标准。但是,在验证期峰值流量模拟效果欠佳。4)土地利用对径流影响分析表明:相同气象条件下,植被恢复等生态治理措施对流域产流有较大影响,导致径流量及基流量减少,基流指数增大。研究发现相同气象条件下,1985年土地利用情景下的年均地表径流量为30.26 mm,其中基流量为14.60 mm,基流指数为0.48;2010年土地利用情景下的年均地表径流量为24.03 mm,年均基流量为12.78 mm,基流指数为0.53。1985年土地利用情景下甘谷驿水文站年均河道径流量模拟值为5.21 m3/s,2010年土地利用情景下为4.47 m3/s,比1985年减少0.74 m3/s,减幅为-14.2%。
【关键词】：延河流域 土地利用变化 SWAT模型 径流模拟 基流
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P333
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.1.1 研究背景10
• 1.1.2 研究意义10-11
• 1.2 研究进展11-15
• 1.2.1 土地利用变化对水文过程影响研究进展11-12
• 1.2.2 SWAT模型应用研究进展12-14
• 1.2.3 SWAT模型在黄土高原区适用性研究现状14-15
• 1.3 研究内容及技术路线15-18
• 1.3.1 研究区概况15-16
• 1.3.2 研究内容16-17
• 1.3.3 技术路线17-18
• 第二章 SWAT水文模型概述18-23
• 2.1 SWAT模型简介18-19
• 2.2 SWAT模型结构与模拟原理19-23
• 第三章 基础数据库的建立23-32
• 3.1 数字高程模型（DEM）23-24
• 3.2 土地利用数据24-26
• 3.3 土壤数据库的建立26-30
• 3.4 气象数据库的建立30-32
• 第四章 基于SWAT模型的延河流域径流模拟32-49
• 4.1 延河流域SWAT模型构建32-37
• 4.1.1 子流域划分32-34
• 4.1.2 水文响应单元（HRU）划分34-35
• 4.1.3 气象资料输入35-36
• 4.1.4 模型输入文件参数化36-37
• 4.2 延河流域SWAT模型模拟方法37-40
• 4.2.1 降雨量模拟方法38-39
• 4.2.2 潜在蒸发量模拟方法39
• 4.2.3 径流模拟方法39-40
• 4.2.4 河道演算方法40
• 4.3 延河流域河川基流量变化趋势分析40-43
• 4.4 SWAT-CUP参数率定及验证43-49
• 4.4.1 SWAT-CUP介绍43-44
• 4.4.2 参数敏感性分析44-45
• 4.4.3 参数不确定性分析45-46
• 4.4.4 参数率定和验证46-49
• 第五章 土地利用变化对径流影响分析49-54
• 5.1 土地利用变化分析49-50
• 5.2 土地利用变化下的水文响应分析50-54
• 5.2.1 土地利用变化对流域蒸散发的影响51
• 5.2.2 土地利用变化对流域径流量及其基流量的影响51-54
• 第六章 结论与展望54-56
• 6.1 主要结论54-55
• 6.2 论文不足及研究展望55-56
• 参考文献56-60
• 附录 I60-62
• 附录 II62-64
• 作者简介64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 刘昌明,李道峰,田英,郝芳华,杨桂莲;基于DEM的分布式水文模型在大尺度流域应用研究[J];地理科学进展;2003年05期

2 陈杰;刘文兆;张勋昌;侯喜禄;胡梦s，

本文编号：1011351